1 - natureza

8/12/2019 1 - Natureza

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INTRODUÇÃO

Prezado estudante,Selecionamos o conteúdo Energia para esta seção

inicial, uma vez que esse assunto é abordado com grande

frequência no Exame Nacional do Ensino Médio, tornando-sefundamental a compreensão desse conceito, bem como desuas conexões com a tecnologia, com a sociedade e com omeio ambiente. Para ajudá-lo em sua busca pelo acesso àuniversidade por meio do Enem, procuramos, por intermédio dostextos que seguem, orientá-lo, fazendo-o refletir acerca do tema,desenvolvendo suas habilidades e construindo suas competências.Assim, acreditamos que você poderá aprender de formasignificativa sobre esse tema tão importante para asCiências da Natureza e suas Tecnologias.

OBJETO DO CONHECIMENTOEnergia

O texto a seguir foi retirado do livro Faces da Energia,de Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola. Os autores iniciama obra com um suposto diálogo com a Energia, contandoacerca de sua natureza e das dificuldades que o homem temem defini-la. A seguir, vamos buscar, através de resolução deexercícios, refletir a respeito do significado desse importanteconceito, contextualizando-o em diversas situações.

O QUE É ENERGIA?

— Qual o seu nome?— As pessoas me chamam de Energia.— Quer dizer que esse não é seu nome?— Na verdade não tenho nome próprio. As pessoas me

chamam como acham melhor. Até com nomes mais longos,como energia elétrica, energia mecânica ou, ainda, energia solar.

— Então, além do nome, você também é chamadapelo sobrenome?

— É mais ou menos isso...— Mais ou menos? Esses complementos ao seu

nome não são sobrenomes?— É que, ao dizer “sobrenomes”, você poderia pensar

em um grupo de “indivíduos” que se divide em famílias,como ocorre com as pessoas. Mas, na verdade, sou uma únicaentidade.

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

2Fascículo

ENEM EM FASCÍCULOS - 2013

Neste segundo fascículo trabalharemos com a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, buscando mostrar a você que o estudo dessa

área pode ser muito estimulante, e, antes de tudo, muito útil para o seu cotidiano.

Nesse contexto discutiremos três assuntos muito importantes e sempre presentes no Enem: a Energia, os Equilíbrios Iônicos em soluçãoaquosa e a Evolução, buscando refletir sobre o significado desses conceitos e contextualizando-os em diversas situações.

Bom estudo para você!

CARO ALUNO,

— Isso está começando a se complicar! Você nãopoderia ser mais explícita e dizer, afinal, quem é você?

— O problema está justamente aí. Eu até poderiaenunciar uma definição sobre o que sou... mas não acreditoque isso torne as coisas mais fáceis. Vou tentar explicar de outraforma. As pessoas vivem falando a meu respeito. Você já deveter ouvido ou falado algo do tipo: “Precisarei de energia paraenfrentar o dia de hoje”, “Tive uma semana dura e estou semenergia para passear”, “Vou tomar algo energético antes da

partida de futebol”.— É verdade... Eu mesmo já disse frases comoessas! Quer dizer que estava falando de você?

— Estava, sim.— Em que outras situações você é mencionada?— Vou dar como exemplo frases encontradas em jornais,

noticiários de televisão etc. Veja: “O aumento na venda deeletrodomésticos está levando o sistema energético do Brasil aocolapso”, “Reajuste nas tarifas de energia elétrica tem impactonegativo nos índices de inflação”, “Cada vez mais a energiaconsumida na Europa vem das usinas nucleares”, “O Sol é nossagrande fonte de energia”, “É preciso buscar fontes de energianão poluentes”.

— Por que tanta importância?— É que sou relacionada à capacidade de realização de

tarefas. Quando alguém diz levantar-se da cama com energia,na verdade está dizendo estar pronto para um dia repletode atividades. Ao procurar um alimento energético, está sepreparando para uma tarefa difícil. Já o aumento na venda deeletrodomésticos, que são aparelhos que realizam tarefas paraas pessoas, vai requerer mais energia das usinas. Em todos essesexemplos o que está em jogo é a relação entre mim (Energia) eas tarefas a serem realizadas.

— Então você realiza tarefas?— Digamos que seja quase isso. Não realizo tarefas.

Quem faz isso são os corpos – como a enceradeira, oliquidificador, a bomba de água, os animais e os próprios sereshumanos. Sou apenas uma forma de indicar a possibilidade deisso acontecer.

Disponível em: http://silviaroldaomatos.blogspot.com

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Enem em fascículos 2013

2 Ciências da Natureza e suas Tecnologias

— Parece complicado...— Não se preocupe em, nesse momento, encontrar uma

definição definitiva sobre o que sou. Isso ficará mais claro depoisque analisar outras situações em que tomo parte.

— Vou seguir seu conselho. Afinal, com tantaspessoas referindo-se a você no dia a dia, com o tempovou acabar entendendo-a melhor.

— Mas tome cuidado! Nem sempre as pessoas sereferem a mim de forma correta. Por ser popular, sou usadapara exprimir as mais variadas situações. Às vezes, as pessoasexageram e me utilizam para explicar até o que elas ainda nãoconhecem bem.

— Como assim?— Você já ouviu falar do “poder curativo das pedras”?— Acho que li algo a respeito...— E m b o r a n e m

Disponível em: http://tudojoia.blog.br

todos acreditem nisso, os quedefendem essa propriedade daspedras procuram justificá-ladizendo que elas possuemenergia – energia mineral.O mesmo ocorre com aqueles

que acreditam na existência datelepatia, assegurando que aspessoas podem enviar ereceber mensagens sem o usoda palavra: apenas com a forçada mente. Dizem que issoacontece através da energia.Apesar de ficar lisonjeada emser citada nesses casos, estou certa de que as pessoas dizemisso sem saber o que realmente ocorre nesses processos.

FIGUEIREDO, Aníbal; PIETROCOLA, Maurício.Faces da energia: livro texto. São Paulo: FTD, 2000.

Depois dessa leitura, vamos buscar relacionar os conceitos

que dialogam com a Energia, através de um mapa conceitual:

SISTEMA

ENERGIA

possui

é

é umagrandeza

que

associada

recebe o nome recebe o nome

através de

representa representa

devido àforça

Uma parcela doUniverso que

escolhemos paraobservar

ao movimentodas partes desse

sistema

EnergiaCinética

à interaçãoentre partes

desse sistema

Energia transferidadevido à diferença de

temperatura

Energia transferida outransformada através deForça e Deslocamento

adequados

Transfere-se outransforma-se

EnergiaPotencial

Gravitacional Nuclear

Elétrica

Conserva-seno Universo

Calor Trabalho

Vamos discutir melhor algumas proposições presentesno mapa. Primeiramente, todo sistema – que pode ser umcorpo (uma bola, por exemplo) ou um conjunto de corpos(os ingredientes presentes em uma panela ao fogo, por exemplo)– possui uma certa quantidade de energia. Essa energia torna-ocapaz de realizar trabalho – empurrando um outro objeto, porexemplo – ou de fornecer calor, aquecendo um corpo queesteja próximo a ele.

A presença de energia em um sistema está relacionadaao movimento dele ou de suas partes (energia cinética) eà interação entre partes desse sistema (energia potencial).Podemos dizer que há energia nos ventos, devido aomovimento das moléculas do ar; nos alimentos, devido àsinterações eletromagnéticas nos compostos químicos; nascachoeiras, devido ao movimento que a água adquire ao seratraída pela Terra etc.

Devido às diferentes modalidades de movimentoe de interação, a energia acaba recebendo outros nomes:Energia Térmica (do movimento de agitação das moléculasde um corpo), Energia Eólica (do movimento do ar),Energia Química (das interações eletromagnéticas presentes noscompostos químicos), Energia Nuclear (devido à interação entre

os prótons e nêutrons no interior do átomo) etc.O ser humano, em seu cotidiano, necessita de energiapara mover-se, para mover objetos, para iluminar ou paraaquecer. Uma vez que energia é algo que não se pode criar oudestruir (apenas transformar), torna-se importante o domínioda transformação de todas as formas de energia em algumaque seja útil ao homem. A missão de produzir equipamentoscapazes de fazer essa tarefa com o melhor rendimento possívelé função da Tecnologia, representada, principalmente, pelosengenheiros. Fala-se em rendimento porque, na natureza, amaior parte das transformações de energia acaba culminandocom “produção” de energia térmica (devido a atritos ou aoefeito térmico – joule – das correntes elétricas) que, muitasvezes, não é o objetivo final.

QUESTÃO COMENTADACompreendendo a Habilidade– Associar a solução de problemas de comunicação, transporte,

saúde ou outro com o correspondente desenvolvimento científico etecnológico.

C - 1 H - 2

• Leia o texto a seguir, adaptado do site Webmotors:

A Fórmula 1 apresentou uma nova tecnologia,que, teoricamente, torna os carros mais ecologicamente

corretos. O Sistema de Recuperação de Energia Cinética,ou KERS, é um dispositivo usado para converter parte daenergia desperdiçada nas frenagens em energia de tiposmais úteis, que então pode ser utilizada para aumentar apotência dos carros.

Parece bastante complicado, mas não é. A físicabásica do KERS é explicada em quase todas as escolas deensino médio. Tudo se baseia no fato de que a energianão pode ser criada ou destruída, mas pode ser convertidaeternamente. Quando você dirige seu carro nas ruas, elepossui energia cinética; quando você freia, a maior partedessa energia é convertida em energia térmica (é por issoque os carros rápidos precisam manter seus freios frios).

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Partindo do carvão para se chegar à eletricidade ocorremmúltiplas transformações energéticas que podemos citar:a) a energia química da biomassa é convertida em calor

através da combustão. Esse calor é transformado emtrabalho sobre a turbina que ganha energia potencialgravitacional, induzindo corrente elétrica.

b) a energia química da biomassa é convertida em térmicaatravés da combustão. Essa energia térmica é transferidapara a água que, ao evaporar, se expande, realizando

trabalho sobre uma turbina, que irá, através de induçãoeletromagnética, converter a energia cinética da turbinaem elétrica.

c) a energia química da biomassa é convertida diretamenteem energia cinética das turbinas que, após movimentarum conjunto de ímãs, produz indução eletromagnéticaem um solenoide, proporcionando a geração de energiaelétrica.

d) a energia calorífica da biomassa é convertida em energiatérmica, através da combustão. Essa energia é utilizadapara a realização de trabalho mecânico sobre as pás deuma turbina, que irá movimentar um conjunto de imãs,proporcionando a conversão em energia elétrica atravésda indução.

e) a energia térmica presente na biomassa é convertidaem calor, através da combustão. Esse calor é fornecidoà água que, ao vaporizar-se, expande-se realizandotrabalho sobre um circuito elétrico, convertendo toda aenergia em corrente elétrica.

DE OLHO NO ENEM

Guariglia, Viggiano e Mattos fizeram um estudo acercadas questões que já apareceram no Enem sobre energia atéo ano de 2009. O resultado do trabalho completo deles foipublicado no VII Encontro Nacional de Pesquisa em Educaçãoem Ciências com o título: “Categorias de questões sobre

energia no Enem”.Disponível em: http://www.foco.fae.ufmg.br

A seguir, transcrevemos o resultado dessa pesquisa:“A análise [...] nos sinaliza algumas características

recorrentes de abordagens de energia elétrica nas provas doEnem de 2004 a 2008, permitindo-nos inferir sobre possíveisperspectivas comuns. Algumas dessas perspectivas se referemà abordagem do conceito de energia para avaliar a capacidadede interpretação crítica dos estudantes em relação aoscontextos delimitados pelas questões. Pois, frequentemente, naabordagem do tema, as questões têm como “pano de fundo”uma problemática que envolve uma região ou uma época.Com essa característica, identificamos que as questões, em

geral, trazem fatos e problemas atuais que ocorrem no Brasil,relacionados, sobretudo, a fatores econômicos e ambientais.As formas de energia escolhidas, química e elétrica,

indicam um papel fundamental no desenvolvimento tecnológicoe científico de um país. Com isso, as abordagens relacionadasa esses tipos envolveram modelos de geração atuais epossíveis para o futuro. As questões analisadas nesse períodotrouxeram problemáticas comuns da atualidade ligadas à formacomo são geradas e às soluções dos problemas enfrentadoscom as atuais fontes geradoras das mesmas. Os problemasse atentam à eficiência de cada uma das fontes energéticas.Nesse sentido, algumas questões que abordam o tema indicaramformas alternativas e mais eficientes, tanto do ponto de vistaeconômico quanto dos pontos de vista sociais e ambientais.

Quanto à abordagem relacionada à temática ambiental, éfrequente o direcionamento para o estabelecimento de uma matrizenergética que utilize fontes menos agressoras ao meio ambientee que possam ser viáveis economicamente para o Brasil.

O potencial brasileiro foi substancialmente citadonos mais diversos pontos de discussão. Foi destacado seupotencial de desenvolvimento de tecnologias de geraçãode energia e, em alguns momentos, foi ressaltada apossibilidade de o Brasil tornar-se um exportador de energia.Quanto ao problema de produção de energia, o mundo todoprocura respostas muito similares às do Brasil, pois quasetodos esperam desenvolver e implantar tecnologias menospoluentes e diminuir a dependência do petróleo. A grandequestão que acompanha a energia nos seus contextos globaisestá associada a como se desenvolver economicamenteprejudicando o mínimo possível ao meio ambiente, ou seja,desenvolvimento sustentável, pois as atuais fontes nãopossibilitam uma boa relação entre esses aspectos.”

Conclusão

Portanto, para ficar “antenado”, não deixe devisitar os sites na Internet que abordam as relações entre

ciência, tecnologia e sociedade como, por exemplo,<http://www.inovacaotecnologica.com.br>, que já apareceu emdiversas questões, não apenas no contexto de energia.

Finalmente, é importante ler sempre os enunciadosdas questões com atenção. Neles se encontram informaçõesimprescindíveis para a correta contextualização das informaçõesnos itens. Portanto, não se esqueça: o texto não é só um pretexto!

INTRODUÇÃO

Olá caro vestibulando.Neste fascículo, selecionamos para a disciplina de

Química, o conteúdo relacionado à acidez e basicidade emsoluções aquosas, sob temperatura de 25 ºC.

O assunto será colocado em forma de resumo teóricoe abordado em questões utilizando a metodologia encontradanos exames do Enem.

A escolha do assunto foi realizada em função da altafrequência de questões no exame do Enem, além de se tratarde um conteúdo de muita utilidade no cotidiano. De fato, osconceitos de pH e de pOH influenciam decisões tomadas nonosso dia a dia, seja, por exemplo, em relação à conservação dealimentos, seja em relação à acidez presente em refrigerantese águas minerais.

Esse assunto também assume importância destacadaquando analisamos aspectos econômicos ligados à acidezou basicidade de meios aquosos, como definição dos valoresadequados de pH para a criação de peixes em cativeiros, oupara a criação de camarões (a carcinicultura), ou para o cultivoornamental em aquários, ou ainda para a utilização de ácidos ebases no cotidiano, como o ácido clorídrico, o vinagre e a sodacáustica, bem como o uso desses materiais ácidos e básicos paraa melhoria da qualidade de vida do homem.

Diante do que se coloca, esse conteúdo, além deimportante do ponto de vista prático e útil no que se refere aoEnem, ainda aborda um delicioso uso do conceito de equilíbriosquímicos, um dos temas mais fascinantes no nosso inicial estudoem Química.

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5Ciências da Natureza e suas Tecnologias

OBJETO DO CONHECIMENTO

Equilíbrio iônico Kw / pH e pOH

Equilíbrio iônico na águaA água sofre uma reação chamada autoionização.

Ela ocorre em pequena escala, pois, a cada 500 milhões demoléculas, apenas uma sofre autoionização. A reação é:

2 2 3H O H O OHq aq ( ) +( )

+

( )−

+

ou simplificadamente:

H O H OHaq aq2 ( ) ( )

+

( )−

+

A constante de equilíbrio K é expressa por:

KH OH

H O

K H O H OH=

[ ] ⇒ [ ] =

+ −

+ −·

· ·

2

2

Veja que [H2O] é incorporada à constante de equilíbrio K,

gerando uma nova constante, Kw. Isto ocorre porque nosequilíbrios em solução aquosa, a [H

2O] é praticamente

constante (≈ 55,6 mol/L). Então, a 25 °C:

KW = [H+] · [OH–] = 1,0 · 10–14 a 25 ºC

Observe que Kw (w = water = água, em inglês), como toda

constante de equilíbrio, depende da temperatura. Logo, o valor deK

w = 1,0.10–14 somente pode ser usado em temperatura de

25 °C. Caso a temperatura seja omitida nos enunciados dasquestões, aceitaremos que o problema esteja sob temperaturade 25 °C.

Desenvolveremos nosso estudo sob temperatura de25 °C. Assim, podemos dividir os sistemas em três categorias:• Em soluções neutras, temos [H+] = [OH–].

Como Kw = [H+] . [OH–] = 1,0 . 10–14

⇒ [H+] = [OH–] = 10–7 mol/L

• Em soluções ácidas, temos [H+] > [OH–].

Logo: [H+] >10–7 e [OH–] < 10–7 mol/L

• Em soluções básicas, temos [H+] < [OH–].

Então: [H+] < 10–7 e [OH–] > 10–7 mol/L

Para se evitar o uso de potências negativas de 10, criou-se,há cerca de 100 anos, o conceito de pH (também chamadode potencial hidrogeniônico) e pOH (também chamado depotencial hidroxiliônico).

Assim, teremos:

pH = – log[H+] e pOH = – log[OH–]

Atualmente, o conceito está ampliado: qualquergrandeza X que seja expressa em potências negativas de 10pode ter seu pX calculado da mesma forma que se fez em pHe pOH. Assim, podemos utilizar pK

w, e mais adiante, pK

a e pK

b.

Perceba que, se [H+] = 10–n M, tem-se pH = n.Resumidamente, temos:

[H+] [OH–] pH pOH

Solução neutra = 10–7M = 10–7M = 7 = 7

Solução ácida > 10–7M < 10–7M < 7 > 7

Solução básica < 10–7M > 10–7M > 7 < 7

1. Como podemos demonstrar, o valor da soma pH + pOH é igual a 14, sob temperatura de 25 °C. A demonstraçãoé feita utilizando-se a relação K

w = [H+] · [OH–] = 1,0 · 10–14

e aplicando-se a função logaritmo na expressão anterior.Peça ao seu professor para finalizar esse raciocínio.

2. Quanto mais ácida uma solução, menor o seu valor de pH.O aumento de pH sugere um aumento de basicidade e diminuiçãode acidez.

3. Alguns produtos de uso cotidiano têm valores de pH bemdefinidos: o amoníaco (pH perto de 11), o leite de magnésia

(em torno de 10) e água sanitária (pH próximo de 9) sãoalcalinos, enquanto que o leite de vaca (pH cerca de 6,6) e ovinagre (pH 3) são produtos ácidos. Veja a figura a seguir.

Aumento de Basicidade

solução 0,1 M de ácidomuriático (HC) água pura

leite demagnésia

solução 0,1M de sodacáustica (NaOH)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Escala depH (a 25 ºC)

vinagre leite de vaca águasanitária

amoníaco

Aumento de acidez

Observações:

QUESTÃO COMENTADACompreendendo a Habilidade– Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar

materiais, substâncias ou transformações químicas.

C - 7 H - 2 4

• A escala de acidez expressa na forma de pH, para a

temperatura de 25 ºC, foi estudada por um grupo de

5 alunos do Colégio Farias Brito. Eles utilizaram diferentessoluções diluídas de ácido clorídrico, com os respectivos

valores de pH tabelados a seguir:

Estudande pH da solução

Lucas 4,4

Tiago 3,8

Gregório 4,0

José 4,8

Carlos 5,0

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Em um momento posterior, cada aluno diluiu 50 mL dasolução que utilizava até alcançar 500 mL. Com a diluição,realizou-se nova medida em relação aos valores de pH dassoluções. Esses novos valores de pH medidos devem sesituar entre:a) 3,8 e 5,0 d) 2,8 e 4,4b) 4,0 e 5,8 e) 3,5 e 4,8c) 4,7 e 6,1

Comentário

A diluição de uma solução de um ácido forte em 10 vezes provocao aumento do pH em 1 unidade, devido à escala logarítmica dopH. Assim, após a diluição, o pH das soluções deverão alcançar osvalores a seguir:

Estudande pH da solução

Lucas 5,4

Tiago 4,8

Gregório 5,0

José 5,8

Carlos 6,0

Logo, diante dos intervalos fornecidos nas alternativas, os valores de pHdas soluções resultantes devem se situar de 4,8 a 6,0 (entre 4,7 e 6,1)

Resposta correta: C

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

Compreendendo a Habilidade– Caracterizar materia is ou substâncias, identificando etapas,

rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ouambientais de sua obtenção ou produção.

C - 7 H - 2 5

03. A água de cal, solução aquosa de Ca(OH)2, é utilizada

para a caiação de muros e troncos de árvores, evitandoa proliferação de insetos e fungos. Um funcionárioexperiente, percebendo que os 100 mL de solução deCa(OH)

2 0,05 M preparados estavam muito concentrados

para a utilização em caiação, resolveu diluir a solução até1 litro. Sobre o procedimento adotado pelo funcionário,assinale a alternativa correta.a) O pH da solução final alcançou o valor 12.b) O pH da solução inicial era inferior a 12.c) O pH da solução final está situado entre 12 e 13.d) O pH da solução inicial estava situado entre 13 e 14.e) O pH da solução final está situado entre 11 e 12.

Compreendendo a Habilidade– Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar

materiais, substâncias ou transformações químicas.

C - 7 H - 2 4

04. O vinagre vendido no comércio é uma solução aquosade ácido acético, de fórmula CH

3COOH (massa molar

60 g/mol), um ácido fraco com cheiro e sabor característicos.Uma determinada marca de vinagre comercializa seuproduto a uma concentração de 0,6% em massa.

Sabendo que a densidade desse vinagre é praticamenteigual a da água pura, assinale a alternativa correta emrelação ao texto.a) A concentração de ácido acético nesse vinagre é de

0,6 g/L.b) O vinagre possui pH inferior a 7 e superior a 1.c) O cheiro característico do vinagre se deve ao fato de o

ácido acético ser uma substância de baixa volatilidade.d) Como o componente ativo do vinagre é o ácido acético,

seu sabor salgado é caracterizado pela sua funçãoquímica.

e) O pH desse vinagre é igual a 1.

DE OLHO NO ENEM

EXAME DE GASOMETRIA ARTERIAL

O exame de gasometria arterial é realizado para verificaro nível de acidez no sangue de um indivíduo, quando oindivíduo apresentar sintomas característicos, como dificuldaderespiratória. Para compreender o exame de gasometria arteriale os distúrbios ácido-base de um paciente, precisamos recordaralguns conceitos de físico-química referentes ao ensino médio.

Inicialmente, há a necessidade de se entender comocalcular o pH plasmático. Esse resultado é determinado peloprincipal sistema tamponante no sangue: o equilíbrio entre oCO

2 plasmático e os íons bicarbonato (HCO–

3). Nessa situação, o

CO2 atua como ácido, pois em água forma H

2CO

3, que produz

íons H+, e o bicarbonato atua como base, já que consome íonsH+, segundo a equação:

CO2(aq)

+ H2O

()

HCO–

3 (aq)

+ H+(aq)

A equação de Handensen-Hasselbalch, que nãonecessita ser memorizada, é usada para calcular o pH do sanguee é expressa essa relação descrita:

pHHCO

= +

−

6 100 03

3

2

, log, . PCO

onde [HCO–3] expressa a concentração de íons bicarbonato em

mmol/L e PCO2

expressa a pressão parcial de gás carbônico no

sangue, em mmHg. O termo 0,03 faz a conversão entre o CO2

gasoso e o CO2 dissolvido.

Os valores normais em indivíduos sadios são:pH: 7,35 – 7,45; e P

CO2: 34 – 48 mmHg. Quando o pH do

sangue é inferior a 7,35, dizemos que o paciente se encontraem acidose, e para valores de pH sanguíneo superiores a 7,45,o paciente está em alcalose.

O exame de gasometria só é capaz de medir o pH dosistema sanguíneo e as pressões parciais dos gases O

2 e CO

2.

Os outros valores são calculados. Além disso, o aparelhointroduz um excesso de ácido clorídrico (HC, ácido forte)que converte todo o HCO–

3, pela sua reação com o íon H+,

em H2CO

3, que por sua vez, é convertido em CO

2 e H

2O.

Quando todo o HCO–3 for convertido em CO

2, o aparelho nos

fornece o valor (CO2 total), que se refere ao somatório do

CO2 “verdadeiro” com o CO

2 proveniente da reação anterior.

Portanto, (CO2 total) = 0,03 · P

CO2+ [HCO–

3].

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O termo BE (em inglês, base excess) descreve aquantidade total de bases no fluido extracelular. Seu aumentoacima de 3,0 mmol/L define que o organismo está retendobases, provavelmente para neutralizar uma eventual acidosesanguínea ou porque o organismo está em alcalose. O cálculode BE é fornecido por:

BE = ([HCO–3] – 23,3) + 14,8 · (pH – 7,40)

Os distúrbios e seus efeitos metabólicos, analisadossimplificadamente, podem ser resumidos por:

DISTÚRBIOS RESPIRATÓRIOS DISTÚRBIOS METABÓLICOS

*Acidose Respiratória *Acidose Metabólica

O aumento da PCO2 faz cair o pH

PCO2 > 45 mmHg

pH < 7,35

A redução do HCO3 faz cair o pH

HCO3 < 22 mEq/L

pH < 7,35

*Alcalose Respiratória *Alcalose Metabólica

A redução da PCO2 faz o pH

elevar-sePCO

2 < 35 mmHg

pH > 7,45

O aumento do HCO3 faz o

pH elevar-seHCO

3 > 26 mEq/L

pH > 7,45

Fonte: Apostila MedCurso, capítulo 3, p. 38, acessado em 04/04/2010,no endereço www.google.com.br (gasometria arterial).

INTRODUÇÃO

A todos aqueles que se preparam para mais umdesafio e que acreditam na educação como um instrumentode mudança e desenvolvimento de uma sociedade, dedicamoseste material singular visando o aprimoramento e aplicação dosconhecimentos sobre evolução.

OBJETO DO CONHECIMENTO

Evolução

A palavra evolução pode ser aplicada em diferentes

contextos e possui diferentes significados. Em uma linguagem

leiga pode significar melhoria, todavia em uma linguagem

biológica o termo deve ser entendido como mudança.

Exemplos:

1. Leigo: Meu telefone representa a evolução dos celulares.2. Biólogo: A população encontra-se em evolução e seu futuroé incerto.

Note que no exemplo 1 temos o sentido de melhoria,o que não ocorre no exemplo 2.

A Biologia apresenta uma ampla área de conhecimentos,pois tem como objeto de estudo a vida. A compreensãocorreta do conceito de evolução nos levará à unificaçãoda Biologia, como podemos observar pelas palavras deTheodosius Dobzhansky: “Nada em Biologia faz sentido exceto à luz da evolução”.

T. Dobzhansky

Nós humanos temos como uma de nossas qualidadesa curiosidade. Perguntas iniciadas com “por que” sãoconstantemente formuladas desde a mais tenra idade e àsvezes deixam os pais aflitos para a elaboração de uma respostaadequada.

1. Por que os peixes têm brânquias?2. Por que a girafa possui um pescoço tão longo?3. Por que existem bactérias resistentes a antibióticos?

4. Por que existe o câncer?5. Por que ratos têm hábitos noturnos?6. Por que não conseguimos extinguir o mosquito transmissor

da dengue?

São apenas algumas perguntas que podem serformuladas com o “por que”. Para respondermos questõesiniciadas dessa forma, precisamos entender o processo evolutivocomo sendo um processo de mudança.

Dois grandes cientistas são lembrados quandoexploramos o tema, são eles: Lamarck e Darwin. Resumimos, aseguir, suas interpretações sobre o processo evolutivo.

Lamarck

A Teoria da Evolução de Lamarck é fundamentada emdois aspectos:1. Lei do uso e desuso: o uso ou o desuso de determinado

órgão define, respectivamente, seu desenvolvimento ouatrofiamento.

2. Transmissão das características adquiridas aos descendentes:os descendentes receberiam dos pais a nova condição doórgão surgida pelo uso ou desuso do mesmo.

Segundo Lamarck:

• o ambiente é agente que ocasiona a transformação dasespécies (transformismo).

• os seres se modificam atendendo a uma necessidadeimposta pelo ambiente.

• há a tendência dos seres para um melhoramento constanterumo à perfeição.Até que o

pescoço se

tornoumaior

e continua

alongandoAlonga o pescoço para

procurar alimento

nas copas dasárvores

Ancestral com

o pescoço curto

Disponível em: http://3.bp.blogspot.com

As ideias de Lamarck mostram-se inadequadas para acompreensão cientificamente correta dos fenômenos evolutivos.

Darwin

Segundo Darwin, a evolução deve ser entendida comoa modificação na descendência ao longo das gerações deuma população. Em outras palavras, para que haja evolução énecessário que haja variações entre os descendentes de umapopulação.

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A famosa seleção natural seria o mecanismo queatuaria sobre essa variação de seres, eliminando aqueles quenão apresentam características que permitam seu sucesso nacompetição por recursos (habitat , parceiros ou comida).

Entende-se então que, esse processo, atuandopor muitas gerações, acarretaria a modificação de umapopulação, podendo a mesma extinguir-se ou aumentar suarepresentatividade em uma determinada área.

A sobrevivência dos mais adaptados serve para iniciaras respostas às perguntas elaboradas anteriormente, pois ascaracterísticas exibidas pelos seres estão constantemente sendoselecionadas pelo ambiente, e o resultado parcial pode ser vistonas condições que momentaneamente observamos: girafas comlongos pescoços, bactérias e mosquitos resistentes etc.

geraçãoinicial

1º tipo 2º tipo

1ªgeração

2ªgeração

3ªgeração

Observe na figura acima que os dois tipos existeminicialmente, mas, ao longo das gerações, o tipo dois torna-sedominante em número na região.

Perceba que segundo essa ideia, as mudanças noambiente estão constantemente elegendo os seres que estãomelhor adaptados.

Segundo Darwin:

• a variação da prole é fator decisivo para sua sobrevivência.• a evolução ocorre nas populações e não nos indivíduos.• seres que nascem com características vantajosas

sobrevivem.• seres menos adaptados são eliminados.• o ambiente seleciona.

Mutação criavariação

Mutações desfavoráveistendem a desaparecer

Reprodução emutação ocorrem

Mutações favoráveisaumentam chances desobreviver

...e reproduzir

Após a leitura do resumo acima, tente responder às seguintesquestões.1. Por que temos hoje muitas bactérias resistentes aos

antibióticos?2. Por que os mosquitos deixam tantos descendentes?

Dica: lembrem-se: o que observamos hoje é apenas umresultado parcial da sobrevivência diferencial dos seres.

QUESTÃO COMENTADACompreendendo a Habilidade– Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos

biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos.

C - 4 H - 1 6

• (Unicamp/2013) Olhos pouco desenvolvidos e ausência

de pigmentação externa são algumas das característicascomuns a diversos organismos que habitam exclusivamentecavernas. Dentre esses organismos, encontram-se espéciesde peixes, anfíbios, crustáceos, aracnídeos, insetos eanelídeos. Em relação às características mencionadas, écorreto afirmar que:a) o ambiente escuro da caverna induz a ocorrência de

mutações que tornam os organismos albinos e cegos,características que seriam transmitidas para as geraçõesfuturas.

b) os indivíduos que habitam cavernas escuras nãoutilizam a visão e não precisam de pigmentação; porisso, seus olhos atrofiam e sua pele perde pigmentosao longo da vida.

c) as características típicas de todos os animais decaverna surgiram no ancestral comum e exclusivodesses animais e, portanto, indicam proximidadefilogenética.

d) a perda de pigmentação e a perda de visão nessesanimais são características adaptativas selecionadaspelo ambiente escuro das cavernas.

e) os animais que vivem na ausência de luz perderam avisão para se adaptarem a esse ambiente, do mesmomodo o gafanhoto é verde porque vive na grama.

Comentário

Animais com olhos pouco desenvolvidos e o albinismosão características adaptativas selecionadas pelo ambiente

escuro das cavernas.

Resposta correta: D

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

Compreendendo a Habilidade– Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos


C - 4 H - 1 6

05. (UFTM/2012) Os ovos de alguns grupos de vertebradosapresentam os anexos embrionários âmnio, cório e

alantoide, que foram fundamentais para a conquistado ambiente terrestre. De acordo com a teoria evolutivaproposta por Charles Darwin, pode-se afirmar que:a) para sobreviver nesse ambiente, esses animais tiveram

que desenvolver esses anexos.b) esses animais, uma vez tendo desenvolvido esses anexos,

puderam sobreviver nesse ambiente.c) o ambiente terrestre promoveu a ocorrência de

mutações que geraram esses anexos.d) esses anexos só se desenvolveram porque o ambiente

induziu a sua formação.e) a manutenção desses anexos não dependeu do tipo de

ambiente em que esses animais estavam.

8/12/2019 1 - Natureza






C - 4 H - 1 6

06. (Puc-SP/2012) O termo ‘superbactérias’ é atribuído às bactériasque desenvolvem resistência a, praticamente, todos osantibióticos. Vários fatores estão envolvidos na disseminação

desses micro-organismos multirresistentes, incluindo o usoabusivo de antibióticos, procedimentos invasivos (cirurgias,implantação de próteses médicas e outros) e a capacidadedas bactérias de transmitir seu material genético.

Ciência Hoje, nº 287, novembro de 2011.

A partir da leitura do texto e de seus conhecimentos de

biologia, é correto afirmar que:

a) os antibióticos provocam alterações diretas no RNA,

que é o material genético das bactérias.

b) os antibióticos provocam alterações diretas no DNA, que

é o material genético das bactérias.

c) os antibióticos provocam alterações diretas nas

proteínas bacterianas, uma vez que esses polipeptídeos

constituem o material genético desses procariontes.

d) bactérias portadoras de mutações provocadas por

antibióticos perdem a capacidade de transmitir genes

a seus descendentes.

e) Na população em geral, e principalmente no ambiente

hospitalar, há uma seleção de genes bacterianos que

determinam resistência a antibióticos.

DE OLHO NO ENEM

A c o n v i v ê n c i a e m

Disponível em: http://jbatistap.blogspot.com

sociedade permite a nós humanosa compensação de nossasdeficiências individuais, afinal,diferimos quanto à imunidade, àforça, criatividade, eloquência, corde pele, ao condicionamentofísico, à acuidade visual, àsaspirações políticas, à fertilidade,à coordenação motora, à afinidadem u s i c a l e m u i t a s o u t r a scaracterísticas. Todavia conhecemos

sempre pessoas diferentes queapresentam qualidades as quais não possuímos.

D i spon í v e l em:h t tp : / /w w w .mudodastribos.com

Essas diferenças, ou seja,essa variabilidade, nos tornamdependente s da v ida emsociedade, logo, a diversidadet o r n a n o s s a p o p u l a ç ã obem-sucedida mediante aseleção natural a qual estamosconstantemente expostos.Sem variação não há evolução.

A m a n u t e n ç ã o

Disponível em: http://inglesmaistic.blogspot.com.

dessa variabilidade deve,penso, ser mant ida erespeitada por cada um quecompõe nossa espécie.Somente com o exercício datolerância e respeito àsopiniões divergentes den o s s o s s e m e l h a n t e sestaremos, verdadeiramente,contribuindo para a democracia e acima de tudo para a evoluçãoe adaptação de nossa sociedade.

Cabe a nós, integrantes de uma sociedade que visa aigualdade de oportunidades para todos, ampliarmos, de formaética, o conhecimento científico para a construção de ummundo mais justo e adaptado às mudanças.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

Compreendendo a Habilidade– Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,

sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.

C - 5 H - 1 8

01. A fim de realizar suas tarefas cotidianas, o ser humanonecessita de energia. Ao realizar trabalho, o homem“gasta” energia, que precisa ser reposta para podercontinuar desempenhando suas atividades. Estima-se queum homem de 65 kg, cuja atividade seja sedentária, preciseingerir, através de sua alimentação, a quantidade de 2 200,quilocalorias por dia. Sabendo que 1 quilocaloria equivalea aproximadamente 4 200 J, a potência de consumo deenergia de um ser humano assemelha-se à potência de:

a) um relógio digital, de pulso.b) uma lâmpada miniatura, de lanterna.c) uma lâmpada incandescente comum.d) um ferro elétrico.e) um chuveiro elétrico.

Compreendendo a Habilidade– Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização

ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas,considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

C - 3 H - 8

02. Leia o texto a seguir.

“Para ser gerada, a energia elétrica passa porprocessos que atingem fatalmente o meio ambiente.Com o aumento desmedido do seu consumo e amanutenção de sua forma tradicional de obtenção, cria-sesérios riscos para a vida em nosso planeta.

Existem várias fontes para obtenção da energiaelétrica. Podemos citar entre elas: o Sol, o vento, as águas,a geotermia, as marés, as correntes marinhas, a nuclear,a lenha, o bagaço da cana, o carvão, o gás natural, óleodiesel e outras.

Muitas dessas fontes são renováveis e causampoucos impactos ao meio ambiente; outras, ao contrário,são muito impactantes, assim como as linhas detransmissão, que ocupam faixas contínuas de terras edesfiguram as paisagens.

8/12/2019 1 - Natureza




No Brasil, a eletricidade é predominantementehidráulica, mas é gerada também em termoelétricas queutilizam carvão mineral, óleo combustível e fissão nuclear.

Os impactos causados pela energia elétrica quasenão são percebidos, pois as transformações ambientaisocorrem antes que a energia chegue até nós.”

Disponível em: http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/historiadaeletricidade/ ENERGIA%20ELETRICA%20E%MEIO%20AMBIENTE.html

Nesse sentido, podemos afirmar corretamente que:a) as hidrelétricas representam fonte renovável deenergia e não causam impactos na natureza, por isso,devem ser estimuladas, mantendo em boas condiçõeso ar nos arredores de sua instalação.

b) a constru ção das instala ções de uma usi natermonuclear provoca menor impacto ambiental naregião de implantação do que aquele provocado pelaconstrução da instalação de uma hidrelétrica, queocupa grande área, inundando grandes regiões.

c) a queima do etanol para a produção de energia temimpacto equivalente ao da queima de derivados dopetróleo, uma vez que ambos vão lançar dióxido decarbono na atmosfera, contribuindo para o aumentodo efeito estufa.

d) no Brasil, seria ideal que a principal forma de produçãode energia elétrica fosse feita a partir da conversãoda energia eólica de aerogeradores, porque estes nãoprovocam impacto e podem ser instalados com grandepotência em quaisquer regiões.

e) o uso de carros elétricos evitaria todo e qualquerimpacto ambiental, uma vez que a energia elétricaé limpa. Assim, o problema da poluição devido àsgrandes frotas seria eliminado.

Compreendendo a Habilidade– Identificar etapas em processos de obtenção, transformação,

utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos oumatérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou

físicos neles envolvidos.

C - 3 H - 8

03. (Enem) A tabela a seguir apresenta alguns exemplosde processos, fenômenos ou objetos em que ocorremtransformações de energia. Nesta tabela, aparecem asdireções de transformações de energia. Por exemplo,o termopar é um dispositivo onde a energia térmica setransforma em energia elétrica.

DeEm

Elétrica Química Mecânica Térmica

Elétrica Transformador Termopar

QuímicaReações

Endotérmicas

Mecânica Dinamite PênduloTérmica Fusão

Dentre os processos indicados na tabela, ocorreconservação de energia:a) em todos os processos.b) somente nos processos que envolvem transformações

de energia sem dissipação de calor.c) somente nos processos que envolvem transformações

de energia mecânica.d) somente nos processos que não envolvem energia

química.e) somente nos processos que não envolvem nem energia

química nem energia térmica.

Compreendendo a Habilidade– Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,

sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que sedestinam.

C - 5 H - 1 8

04. Certo alimento é comercializado enlatado em solução

aquosa em recipientes de 1 litro. Devido às características

desse al imento, alguns microrganismos podem

se desenvolver, causando problemas à saúde do

consumidor. Para evitar o desenvolvimento desses

microrganismos, é necessário que o pH do sistema se

situe em valores inferiores a 5,5. Contudo, o valor do

pH não pode ser inferior a 4,5, já que nessa situação

o alimento também se tornaria inadequado para o

consumo. Admitindo que a presença de íons sódio (Na+)

e cloreto (C–) não modifica o paladar nem a aparência

do alimento, nem provoca danos à saúde do consumidor,

assinale a alternativa que contém a solução que deve ser

adicionada a 990 mL do alimento, inicialmente neutro,

para envasá-lo e torná-lo apto ao consumo:a) 10 mL de solução 0,1M de HC.

b) 10 mL de solução 0,01M de HC.

c) 10 mL de solução 0,01M de NaOH.

d) 10 mL de solução 0,001M de NaOH.

e) 10 mL de solução 0,001M de HC.

Compreendendo a Habilidade– Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de

linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicasou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relaçõesmatemáticas ou linguagem simbólica.

C - 5 H - 1 7

05. A leitura de rótulos de alimentos pode trazer informaçõesvaliosas, tanto do ponto de vista nutricional como emrelação às propriedades físico-químicas do alimento.Compilando as informações em relação às característicasácido-base de alguns produtos, obteve-se a seguinte tabela:

Alimento Valor do pH

Suco de tomate 3,0

Suco de laranja 4,0

Água mineral carbonatada 8,5

Vinagre 2,5

Leite em caixa 6,6

A respeito dos dados fornecidos acima, está correto

afirmar que:

a) o suco de tomate é 1,33 vezes mais ácido que o suco

de laranja.

b) o leite em caixa é um meio levemente alcalino.

c) a diluição do suco de laranja em 10 vezes alcança o pH

do suco de tomate.

d) a água mineral é 1 milhão de vezes menos ácida que o

vinagre.

e) a água mineral possui propriedades levemente ácidas.

8/12/2019 1 - Natureza




Compreendendo a Habilidade– Caracterizar materia is ou substâncias, identificando etapas,

rendimentos ou implicações biológicos, sociais, econômicas ouambientais de sua obtenção ou produção.

C - 7 H - 2 5

06. A acidez é uma variável importante nos projetos deaquicultura. Valores de pH inferiores a 4 ou superiores a11 inviabilizam a sobrevivência das espécies. Em um ensaio

de laboratório, três amostras, designadas por I, II e III, cadauma com 100 mL, apresentavam valores de pH mostradosa seguir:

Amostra I pH = 4,0

Amostra II pH = 7,0

Amostra III pH = 12,0

As três soluções foram submetidas a diluições até o volumede 200 mL. Considerando que os eletrólitos presentes nasamostras não sejam eletrólitos fortes, pode-se afirmar queas amostras que, após a diluição, sejam próprias para aaquicultura, são:

a) apenas I e III.b) apenas I e II.c) apenas II e III.d) apenas II.e) apenas III.


biológicos ou na organização taxonônica dos seres vivos.

C - 4 H - 1 6

07. (Uespi/2012) Abaixo é ilustrado um simples teste paradetectar a resistência de bactérias aos antibióticos deuso humano, indicados para terapia contra infecções.

Admita que, no teste hipotético abaixo, concentraçõesiguais dos antibióticos 1, 2 e 3 foram inoculados em discosde papel de filtro que, a seguir, foram transferidos paraplacas com nutrientes contendo a bactériaEscherichia coli .Após 24 horas de exposição:

1

2

3

Área sem crescimento

bacteriano.

a) a bactéria foi igualmente sensível aos antibióticos 1 e 2.b) o antibiótico 1, somente, exerceu uma ação inibitória,

mas não foi bactericida.c) o uso indiscriminado de antibióticos poderia explicar

o resultado apresentado com o antibiótico 3.d) genes de resistência a antibióticos transferidos por

“conjugação” são a causa do resultado com oantibiótico 3.

e) o antibiótico 2 possui ação contra Escherichia coli eoutras bactérias de diferentes espécies.


biológicos ou na organização taxonônica dos seres vivos.

C - 4 H - 1 6

08. (UFRN/2012-Modificada) Atualmente, a História da Ciênciaprocura entender como o conhecimento foi construído emdeterminada época, de modo contextualizado, e consideraque cada cultura e tempo têm questões peculiares a

serem solucionadas. Nesse contexto, em relação às teoriasevolutivas, Jean Baptiste de Lamarck:a) era defensor de que as espécies não evoluíam de

outras espécies.b) acreditava que os seres vivos não se modificavam ao

longo do tempo.c) propôs o princípio da seleção natural antes mesmo de

Darwin.d) foi um dos primeiros pesquisadores a propor que os

seres vivos evoluíam.e) defendia a origem da vida a partir de partículas

cósmicas oriundas de outros planetas, bem como aseleção natural.

Compreendendo a Habilidade– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou

explicando a manifestação de características dos seres vivos.

C - 4 H - 1 3

09. A pequena Amanda curiosa e inquieta certa feita indagouseu tio: tio, por que existem pessoas com cores diferentes?Tendo em vista o conhecimento científico atual marque amelhor resposta para o questionamento da Amanda.a) As pessoas de pele clara estão se transformando em

pessoas de pele escura por causa do efeito estufa.b) Devido as radiações ultravioletas pessoas com pele clara

preferem casar-se com pessoas de pele escura.c) A diferença de pele se deve aos diferentes tratamentos

estéticos que não param de evoluir.

d) Tanto pessoas com pele clara quanto com pele escuraestão se reproduzindo e passam suas características paraseus descendentes.

e) As mudanças climáticas forçam o aparecimento dasdiversas cores de pele, visando a melhoria da espécie.

Compreendendo a Habilidade– Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de

linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicasou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relaçõesmatemáticas ou linguagem simbólica.

– Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos,como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com oambiente, sexualidade, entre outros.

C - 5

C - 4

H - 1 7

H - 1 4

10. (Unesp/2011) Leia.

ALÉM DO HORIZONTE

Numa frequência que seus olhos não captam– enxergamos o mundo por uma fresta do espectroeletromagnético – passam pulsos curtos e manifestam-sefluxos constantes de energia. (...) Se fosse possível enxergarno infravermelho próximo, frequência próxima da luzvisível, você teria os olhos grandes com que ufólogosdescrevem supostos alienígenas surpreendidos emincursões dissimuladas pela Terra. Mas o olho humano foi“pacientemente esculpido” pelo Sol, embora uma ideiacomo esta possa parecer um pouco surpreendente.

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1 - natureza

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