Caro(a) aluno(a),Voc sabia que:A temperatura do corpo de um beija-nor de 40,5 C?O ao inoxidvel resiste mais ao deteriorante do oxignio, ou seja, sofre menos oxidao?O gs lacrimogneo causa tosse, irritao da pele e vmitos e seus efeitos levam de 20 a 45 minutos para passar?O dixido de carbono slido, conhecido como gelo-seco, pode ser obtido quando se resfria o gs carbnico a uma temperatura inferior a -78 C?A cicatrizao, a formao dos dentes, o crescimento de cabelos e unhas resultam de reaes de absoro de energia e o aquecimento do nosso corpo, para proteo contra o frio, resulta de reaes qumicas que liberam energia? Todos esses conhecimentos - e milhares de outros - resultaram de observaes e experimentos cientncos. Movido pela curiosidade, o cientista fez perguntas, estabeleceu hipteses, observou, registrou, relacionou dados etc., para chegar s suas descobertas. Descobertasessasqueviraramconhecimentoeservemparaexplicaranaturezaouo funcionamento das coisas. Evoc,porsertambmmovidopelacuriosidade,temdentrodesiasementede umpesquisador.Bastaquevocfaaperguntasdesanadoraseinicieumprocessode observao sistemtica para conseguir respostas e explicaes. Essa atitude investigativa vai exigir que voc use todos os seus sentidos para recolher as informaes necessrias de maneira direta ou com a ajuda de equipamentos, como termmetros, microscpios, balanas, tubos de ensaio etc. Mantenha viva a sua curiosidade, faa perguntas e procure sistematicamente as res-postas, para ampliar a sua aprendizagem e a sua compreenso do mundo.Coordenadoria de Estudos e Normas Pedaggicas - CENP Secretaria da Educao do Estado de So Paulomatria: Qumica Bimestre: 2a2 prova data: 05/03/09carta quimica.indd 1 22/3/2009 12:00:44QUIM_CAA_2bi_1s.indd 1 6/5/2009 16:13:10QUIM_CAA_2bi_1s.indd 2 6/5/2009 16:13:11Qumica - 1a srie - Volume 23SITUAO DE APRENDIZAGEM 1COMBUSTVEIS E COMBUSTO NO DIA-A-DIA E NO SISTEMA PRODUTIVOA combusto um tipo de transformao qumica muito importante para a humanidade. H temposqueimamosmadeira,carvoeleosparaobterenergiatrmicaeluminosaparaasmais diversas tarefas. Usamos a combusto para preparar alimentos, aquecer e iluminar ambientes e tam-bm nos motores dos automveis. Atividade 1 Combusto do carvo na produo da cal e do ferroSevocpararparapensaruminstante em quais atividades do dia-a-dia queimamos combustveis, ento, perceber a importncia das combustes. Alm dessas aplicaes mais comuns,podemosconsiderartambmaim-portnciadacombustonaindstria.Um exemplodissofoivistonobimestreanterior quandoestudamosaproduodacalpelo aquecimento do calcrio.Questes em sala de aula1.Apartirdasdiscussesfeitasemsalade aula,elaboreumpequenoresumoexpli-candoparaqueserveocarvousadona produo de cal e na produo de ferro. sada de gsentrada de calcrioparedes detijolossadada calentradade carvo e arEsboo de um forno de calcinao de calcrio.!?Conexo EditorialQUIM_CAA_2bi_1s.indd 3 6/5/2009 16:13:12Qumica - 1a srie - Volume 242.Analise a tabela e responda questo a seguir.Massa de carvo consumidaNa produo de 1 000 g (1 kg) de cal Na produo de 1 000 g (1 kg) de ferro312 g 910 gSegundo a Associao Brasileira de Produtores de Cal (ABPC), a produo de cal no Brasil, em 2006, foi de 7 milhes de toneladas. A partir deste dado e das informaes da tabela acima:a)Expresse a massa, em gramas, da cal produzida em 2006, levando em conta que 1 t = 106 g = 1 000 000 g. b)Calcule a quantidade de carvo, em toneladas, consumido no Brasil apenas na produo de cal durante o ano de 2006.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 4 6/5/2009 16:13:13Qumica - 1a srie - Volume 25Atividade 2 O poder calorfco dos combustveisUm dos fatores que deve ser considerado na escolha de um combustvel seu poder calorfco. A tabela a seguir apresenta o poder calorfco de diversos combustveis.CombustvelEnergia trmica liberada na combustode 1,0 kg de combustvelEm kJ/kgEm kcal/kgGs de cozinha (GLP)149 030 11 730Gasolina (sem lcool) 46 900 11 220Gasolina (com 20% de lcool) 40 546 9 700leo diesel 44 851 10 730Carvo 28 424 6 800Lenha 10 550 2 524Etanol 29 636 7 090lcool combustvel 27 200 6 507Biogs 25 000 6 000Gs natural 37 800 9 054Tabela baseada em: GEPEQ. Interaes e transformaes I: elaborando conceitos sobre transformaes qumicas. Livro do Aluno. So Paulo: Edusp, 2005, p. 218.Esses dados representam valores mdios, j que a maioria dos combustveis formada por mis-turas de substncias e pode haver variaes na composio das amostras de um mesmo material. Um exemplo disso o carvo mineral. A tabela a seguir apresenta dados referentes composio e quan-tidade de energia trmica liberada na queima de 1 kg de diferentes tipos de carvo mineral.Tipos de carvo Turfa Linhito Hulha AntracitoTeor de carbono (%) 50-60 60-75 75-90 90-95Poder calorfco (kJ/g) 25 25-30 30-35 35-38Questes em sala de aula1.Analise a tabela de poder calorfco de diversos combustveis e responda: a)Qual dos combustveis apresenta maior poder calorfco?b)Qual dos combustveis apresenta menor poder calorfco?1GLP Gs liquefeito de petrleo.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 5 6/5/2009 16:13:13Qumica - 1a srie - Volume 262.Que quantidade de energia trmica pode ser liberada na combusto de 5,0 kg de lenha?3.Que massa de carvo necessria queimar para liberar 17 000 kcal?4.A queima de 1,0 kg de gs natural gera em torno de 9,1 x 103 kcal de energia. Responda:a)Que quantidade de energia trmica pode ser liberada na queima de 30 kg de gs natural? b)Que massa de biogs deve ser queimada para gerar a mesma quantidade de energia que 1,0 kg de gs natural?1.Em qual das situaes h maior liberao de energia trmica: na combusto de 30 kg de gasolina com 20% de lcool ou na combusto de 40 kg de lcool combustvel? Justifque sua resposta mostrando os clculos e as concluses.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 6 6/5/2009 16:13:13Qumica - 1a srie - Volume 272.Umalto-fornoproduz,emmdia,4,0x104kgdeferrodeumavez,consumindocercade 0,91 kg de carvo para cada 1,0 kg de ferro produzido. Nessas condies, que quantidade de energia pode ser liberada no alto-forno por meio da queima do carvo?Pesquise informaes que auxiliem a responder as questes apresentadas a seguir. Elabore um pe-queno texto com cerca de dez linhas supondo que voc vai expor sua pesquisa aos colegas de classe. 1.Alm do preo, disponibilidade e poder calorfco, que outros fatores podem ser considerados na escolha de um combustvel?2.Por que a gasolina comercializada no Brasil apresenta cerca de 20% de etanol, sendo que ela isenta de lcool tem poder calorfco maior? QUIM_CAA_2bi_1s.indd 7 6/5/2009 16:13:14Qumica - 1a srie - Volume 28Atividade 3 A combustoAlmdosaspectosquantitativos(relao entre massa de combustvel queimado e ener-gia liberada), preciso entender tambm como ocorre o processo de combusto, quais os ma-teriaisenvolvidoseascondiesnecessrias para que ela ocorra.Apartirdasdiscussesfeitasemsalade aula e de seus conhecimentos anteriores, expli-que o que signifca o tringulo da combusto apresentado ao lado.Questes em sala de aula1.Considere as combustes a seguir e complete o quadro abaixo:I queima de carvo (C) para churrasco;II queima de etanol (C2H5OH);III queima de palha de ao (constituda basicamente de ferro, Fe) com formao apenas de xido de ferro III (Fe2O3).Combusto Reagentes ProdutosManifestaes de energiaApresenta chama?IIIIIICALORCOMBURENTE COMBUSTVELQUIM_CAA_2bi_1s.indd 8 6/5/2009 16:13:14Qumica - 1a srie - Volume 292.Interprete por extenso as trs combustes apresentadas na questo anterior e proponha equaes qumicas que as representem. I: II: III: 3.Umestudantedefniucombustodaseguinteforma:combustoumareaoqumicaque forma gs carbnico e gua. Analise a defnio do estudante e diga o que est correto e o que est errado nela. Proponha outra defnio para o termo combusto.1.O enxofre (S) um slido amarelo que pode ser queimado facilmente, formando dixido de enxofre gasoso (SO2). Proponha uma equao qumica que represente essa combusto.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 9 6/5/2009 16:13:14Qumica - 1a srie - Volume 2102.A tabela a seguir mostra as temperaturas de ebulio e de fulgor de alguns combustveis.Combustvel Temperatura de ebulio (C) Temperatura de fulgor (C)Etanol 78 13Gasolina 40-200 -43Querosene 175-320 45Responda:a)Explique por que a gasolina e o querosene apresentam uma faixa de temperatura de ebuli-o, enquanto o etanol apresenta temperatura de ebulio bem determinada.b)Qual a temperatura mnima da gasolina para que ocorracombusto quandouma chama se aproxima dela? E do querosene?c)A partir desses dados, proponha uma explicao para o fato dos carros a lcool mais antigos apresentarem problema para dar partida em dias frios.A adulterao de combustveis um crime grave, mas, infelizmente, muito comum. Quan-dopassarporumpostodegasolina,conversecomumdosfrentistasou,sepossvel,como gerentesobre esse assunto. Pergunte a ele quais as formas de adulterao mais comuns e como a gasolina testada no posto para comprovar que de boa qualidade.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 10 6/5/2009 16:13:14Qumica - 1a srie - Volume 211Desafo!Pesquise as seguintes informaes a respeito da gasolina comercial e do lcool combustvel:a)custo mdio por litro de combustvel em sua regio;b)densidade desses combustveis (massa de 1,0 L de combustvel);c)poder calorfco desses combustveis.Com base nessas informaes, compare qual dos combustveis economicamente mais van-tajoso: o lcool ou a gasolina. Ateno: o fato de 1,0 L de lcool custar menos do que 1,0 L de gasolinanosignifcanecessariamentequeelemaiseconmico.Devemoslembrarqueo poder calorfco da gasolina maior do que o poder calorfco do lcool e que isso difculta a comparao dos custos ligados ao consumo desses combustveis. Assim, para saber qual deles economicamente melhor, voc deve calcular o custo, em reais, para cada 1,0 kcal de energia produzido a partir desses combustveis.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 11 6/5/2009 16:13:15Qumica - 1a srie - Volume 212SITUAO DE APRENDIZAGEM 2 RELAES EM MASSA NAS TRANSFORMAES QUMICAS: CONSERVAO E PROPORO EM MASSANesta Situao de Aprendizagem, estudaremos as relaes entre as massas de reagentes e produ-tos envolvidas nas transformaes qumicas. Vamos analisar um experimento no qual ser realizada a combusto do papel e da palha de ao.Atividade 1 Experimento da queima do papel e da palha de aoLeia o roteiro do experimento a seguir, que ser demonstrado pelo seu professor, e responda s questes nos espaos correspondentes aps a realizao de cada um dos procedimentos.Queima do papel e da palha de ao !?Materiais e reagentesbalana de pratos feita de arame e embalagensde papel-alumnio (tipo marmitex);duas folhas de papel sulfte; duas palhas de ao; fsforos ou isqueiro. Procedimento experimental1.Construa uma balana de pratos usando arame e embalagens de papel-alumnio, como mostrado na fgura a seguir.80 centmetrosBalana feita de arame e pratos de papel-alumnio.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 12 6/5/2009 16:13:15Qumica - 1a srie - Volume 2132.Segure a balana pelo ponto central de sua haste. Voc pode utilizar um clipe metlico para se-gurar a balana. Isso diminui o atrito entre a mo e a balana, aumentando sua sensibilidade.3.Coloque uma folha de papel ligeiramente amassada em cada prato da balana, de maneira que ambos fquem no mesmo nvel.Escreva o que voc acha que acontecer com o nvel dos pratos se o papel que est em um deles for queimado.4.Queime uma das folhas de papel de um dos pratos da balana e observe.Suas previses sobre o nvel dos pratos aps a queima de um dos papis foram confrmadas?5.Limpe a balana e coloque um pedao de palha de ao em cada prato, de maneira que os dois lados fquem no mesmo nvel.Escreva o que voc acha que acontecer com o nvel dos pratos se a palha de ao que est sobre um deles for queimada.6.Queime a palha de ao de um dos pratos da balana e observe.a)Preencha a tabela a seguir aps as observaes.Papel Palha de aoAps a combusto, a massa aumentou ou diminuiu?b)Como voc explica as observaes relacionadas s mudanas de massa ocorridas aps a queima do papel e da palha de ao?Experimento adaptado de: BELTRAN, N. O. Combusto: duas interpretaes diferentes. In: Revista de Ensino de Cincias. FUNBEC, n. 19, out. 1987.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 13 6/5/2009 16:13:16Qumica - 1a srie - Volume 2141.Os estudantes de uma sala de aula, ao observarem o que ocorreu no experimento anterior, ex-plicaram a queima do papel e da palha de ao da seguinte maneira:Queima do papel: a massa do papel diminuiu porque algum material produzido foi liberado do sistema.Queima da palha de ao: a massa da palha de ao aumentou porque algum material produzido passou a fazer parte do sistema.Voc acha que essas ideias so coerentes? Explique.2.Se a queima do papel e a queima da palha de ao fossem realizadas em um sistema fechado, isto , que no permite troca de massas com o meio, o que voc acha que teria ocorrido com o nvel da balana?Atividade 2 Conservao da massa e proporo em massa entre as espcies participantes da transformao qumicaTrs experimentos de combusto do carvo foram realizados em recipiente fechado. As massas foram medidas e anotadas na tabela a seguir.AmostraMassas iniciais dos reagentes (valores em gramas)Massas fnais dos produtos(valores em gramas)Energialiberada(kcal)Carvo(C(s))Gs oxignio(O2(g))Dixido decarbono (CO2(g))CinzasI 150 320 442 31 1 020II 60 128 172 12 410III 23 48 66 5 156QUIM_CAA_2bi_1s.indd 14 6/5/2009 16:13:16Qumica - 1a srie - Volume 215Analise a tabela anterior e responda s questes.1.Some as massas dos reagentes da amostra I. Some as massas dos produtos da amostra I. Com-parando os dois resultados, possvel dizer que a massa do sistema inicial permaneceu a mesma depois da combusto do carvo? Se no, a que pode ser atribuda essa diferena?2.Compare a soma das massas dos reagentes com a soma das massas dos produtos na amostra II. Compare tambm as massas de reagentes e de produtos na amostra III. possvel dizer que a massa se conservou aps a combusto das amostras II e III? Justifque sua resposta. Ser que em outras transformaes qumicas a massa tambm se conserva? Vamos analisar mais duas transformaes qumicas realizando um experimento:Transformaes qumicas e conservao de massaMateriais e reagentesgarrafa de plstico incolor de 600 mL com tampa (seca); cerca de 50 mL de soluo aquosa de cido clordrico (quantidade equivalente ao volu- me de um copo descartvel de caf);1 tubo de ensaio de 15 mm x 100 mm; 2 g de hidrogenocarbonato de sdio (bicarbonato de sdio) ou carbonato de clcio; estante para tubos de ensaio; balana; 2 tubos de ensaio de 15 mm x 150 mm; esptula ou palito de sorvete; cerca de 5 mL de soluo de sulfato de cobre II; cerca de 5 mL de soluo de hidrxido de sdio (Obs.: evite contato direto com a pele ao manu- sear hidrxido de sdio. Siga as orientaes de seu professor ao agitar o tubo de ensaio!).QUIM_CAA_2bi_1s.indd 15 6/5/2009 16:13:16Qumica - 1a srie - Volume 216Registre os dados nas tabelas apresentadas no fnal de cada experimento.Procedimento experimentalInterao entre cido clordrico e hidrogenocarbonato de sdio1.Coloque cuidadosamente 50 mL da soluo de cido clordrico na garrafa.2.Usando a esptula, adicione cerca de 2 g de hidrogenocarbonato de sdio ou de carbona-to de clcio ao tubo de ensaio pequeno.3.Transfra com cuidado o tubo de ensaio para dentro da garrafa, conforme a fgura a seguir. No deixe que a soluo de cido entre em contato com o hidrogenocarbonato de sdio nesse momento.4.Pese todo o conjunto na balana: a garrafa com a soluo de cido, o tubo de ensaio con-tendo hidrogenocarbonato ou carbonato e a tampa da garrafa (no se esquea de pesar a tampa). Anote a massa de todo o sistema.5.Assegure-se de que a garrafa esteja bem fechada.6.Vire a garrafa para que o cido entre em contato com o hidrogenocarbonato ou o carbo-nato. Deixe ocorrer a reao at cessar a efervescncia.7.Com a garrafa ainda tampada, mea a massa do conjunto novamente. Anote o valor.Montagem do experimento usando garrafa de plstico ou frasco de boca larga.Claudio RipinskasQUIM_CAA_2bi_1s.indd 16 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 2178.Destampe a garrafa e mea a massa do conjunto sem se esquecer de medir tambm a massa da tampa da garrafa. Anote o valor.Sistema no estado inicial Sistema no estado fnalDescrio(aspecto visual)MassaDescrio(aspecto visual)MassaFechado AbertoInterao entre sulfato de cobre II e hidrxido de sdio1.Coloquecercade5mLdesoluoaquosadesulfatodecobreIIemumdostubosde ensaio maiores e cerca de 5 mL de soluo aquosa de hidrxido de sdio no outro tubo.2.Coloque os tubos de ensaio com as solues na estante para tubos de ensaio. Pese todo esse sistema (os tubos com as solues e a estante). Anote o valor da massa na tabela a seguir.3.Transfra a soluo de sulfato de cobre II para o tubo de ensaio que contm a soluo de hidrxido de sdio.Voc acha que a massa do sistema ir variar?4.Pese todo o sistema novamente, incluindo o tubo de ensaio que continha a soluo de sulfato de cobre II. Anote na tabela o valor da massa.O valor de massa encontrado corresponde s suas previses?Sistema no estado inicial Sistema no estado fnalDescrio(aspecto visual)MassaDescrio(aspecto visual)MassaFechado AbertoQUIM_CAA_2bi_1s.indd 17 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 218Questes para anlise do experimento1.Voc considera que os dois fenmenos observados neste experimento so transformaes qumicas? Por qu?2.Em relao ao sistema cido clordrico e hidrogenocarbonato de sdio, calcule a diferena de massa entre:a)a massa inicial e a massa fnal com a garrafa fechada. Houve diferena entre as massas? Como voc explica esse resultado?b)a massa inicial e a massa fnal com a garrafa aberta. Houve diferena entre as massas? Como voc explica esse resultado?3.Caso tenha sido usado hidrogenocarbonato de sdio nessa experincia, o fenmeno observado pode ser representado pela equao qumica:cido clordrico + hidrogenocarbonato de sdio gua + gs carbnico + cloreto de sdioHCl(aq)+ NaHCO3(s) H2O(l) +CO2(g)+ NaCl(aq)Otermo(aq)indicaqueomaterialestdissolvidoemgua,formandooquesechamade soluo aquosa. Os termos (s), (l) e (g) representam os estados fsicos slido, lquido e gasoso, respectivamente. Qual a relao existente entre os estados fsicos dos materiais envolvidos nesse fenmeno e as diferenas de massa calculadas na questo 2? 4. possvel dizer que as massas inicial e fnal na interao entre o cido clordrico e o hidrogeno-carbonato de sdio foram iguais? Justifque sua resposta com base nos dados experimentais.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 18 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 2195.Compare as massas inicial e fnal na interao entre a soluo de sulfato de cobre II e a soluo de hidrxido de sdio. Houve conservao da massa nessa interao? Explique.Como escolher as quantidades de reagentes para que no haja desperdcio?Nas transformaes qumicas, para que no haja desperdcio, necessrio que os reagentes sejam adicionados em uma proporo ideal. Vamos aprender, nesta atividade, como calcular as massas de reagentes que podem ser empregadas sem que haja perdas de material.Exerccios em sala de aulaAmostraMassas iniciais dos reagentes (valores em gramas)Massas fnais dos produtos(valores em gramas)Energialiberada(kcal)Carvo(C(s))Gs oxignio(O2(g))Dixido decarbono (CO2(g))CinzasI 150 320 442 31 1 020II 60 128 172 12 410III 23 48 66 5 1561.Retome a tabela apresentada no incio da Atividade 2 (pgina 14). Calcule a razo entre a massa de carvo que reagiu e a massa de cinzas formada para cada uma das trs amostras. Quantas vezes a massa de carvo maior do que a massa de cinzas em cada amostra? Os valores encontrados so prximos?QUIM_CAA_2bi_1s.indd 19 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 2202.Analise novamente a tabela. Considerando as trs amostras, responda s questes a seguir.a)Aproximadamente, quantas vezes a massa de oxignio maior do que a massa de carvo?b)Aproximadamente, quantas vezes a massa de oxignio maior do que a massa de cinzas?3.Para cada um dos materiais, calcule a razo entre as massas da amostra I e as massas da amostra II. O que voc pode concluir? Amostra IAmostra IICarvoOxignio Dixido de carbono Cinzas4.Para cada uma das amostras, calcule a razo entre a massa do carvo que reagiu e a quantidade de energia liberada nessa combusto. O que voc pode dizer sobre o valor obtido? Consulte a tabela da pgina 5.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 20 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 2211.Sabendo-se que a combusto de 60 g de carvo requer 128 g de gs oxignio e produz 12 g de cinzas, que massa de cinzas formada quando se queimam 90 g de carvo? Que massa de oxi-gnio ser consumida na combusto dessa massa de carvo?2.O responsvel tcnico de um forno de calcinao de calcrio elaborou um relatrio sobre as trs ltimas tiragens da produo de cal. O relatrio apresenta a seguinte tabela:AmostrasMassa de calcrio (t)(CaCO3)Massa de cal (t)(CaO)Massa de dixido de carbono (t)(CO2)12/7 10,0 5,6 4,415/7 11,218/7 12,0 6,7 Como se pode perceber, faltaram dados da massa de calcrio usado no dia 15/7 e da massa de dixido de carbono formado nos dias 15 e 18/7.a)Identifque quais so os reagentes e produtos nesse processo.b)Sabendo que a calcinao do calcrio envolve o consumo de energia, proponha uma equao qumica que represente a calcinao do calcrio e inclua o termo energia na equao. c)Determine os valores que faltam na tabela e complete-a. Mostre todos os clculos realizados.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 21 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 2223.A combusto do etanol foi estudada em laboratrio e as massas de reagentes e produtos da com-busto de duas amostras desse material foram registradas em uma tabela.Massas no estado inicial (g) Massas no estado fnal (g)EtanoladicionadoOxignioadicionadoGs carbnico produzidoguaproduzidaEtanol em excessoOxignio em excesso50 96 88 54 423 50a)Analise a tabela e mostre que a massa se conservou na combusto da primeira amostra de etanol. Apresente os clculos e as concluses.b)H excesso de oxignio na combusto da segunda amostra de etanol? Mostre os clculos e as concluses.c)Calcule a massa de gs carbnico (CO2) e de gua formada na combusto da segunda amos-tra de etanol.4.Sabemos que 0,50 g de magnsio metlico (Mg) e 0,33 g de oxignio (O2) reagem completa-mente, formando exclusivamente xido de magnsio (MgO).a)Que massa de MgO espera-se nesta experincia?b)Que massa de O2 necessria para reagir totalmente com 1,0 g de Mg?c)O que se espera que acontea se 2,0 g de Mg reagirem com 2,0 g de O2?QUIM_CAA_2bi_1s.indd 22 6/5/2009 16:13:17Qumica - 1a srie - Volume 223Atividade 3 Releitura do problema inicialRetome o experimento da queima do papel e da palha de ao e preencha a tabela a seguir, com ajuda de seu professor.Combusto Reagentes ProdutosPapelPalha de aoQuestes em sala de aula1.Explique por que a massa diminui na queima do papele aumenta na queima da palha de ao.2.A massa se conservou nas duas combustes? Explique sua resposta.Observe, na escola ou em outros locais, alguns extintores de incndio. Anote a classe do extintor e para que tipo de material infamvel ele pode ser usado. Procure saber:qual a substncia contida em cada tipo de extintor; a que material infamvel cada tipo de extintor adequado e como se apaga a chama pro- duzida por esse material.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 23 6/5/2009 16:13:18Qumica - 1a srie - Volume 224QUIM_CAA_2bi_1s.indd 24 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 225SITUAO DE APRENDIZAGEM 3IMPLICAES SOCIOAMBIENTAIS DA PRODUOE DO USO DE COMBUSTVEISNesta Situao de Aprendizagem sero discutidos problemas sociais e ambientais ligados pro-duo e ao uso de combustveis, principalmente os relacionados produo de carvo vegetal, ex-trao de carvo mineral e emisso de gases provenientes da combusto (tais como CO2 e SO2).Atividade 1 Produo e uso de carvo vegetal e carvo mineral e seus impactos ambientaisNesta atividade, iremos conhecer como so obtidos o carvo mineral e o carvo vegetal e alguns problemas relacionados a essa obteno. Para isso, leia o texto a seguir e, conforme orientao de seu professor, tente responder s perguntas propostas.!?Carvo vegetal e carvo mineralAdaptado por Fabio Luiz de Souza e Luciane Hiromi AkahoshiExistem basicamente dois tipos de carvo, o vegetal e o mineral. Embora ambos sejam for-mados a partir da madeira, o carvo mineral s se forma por processo de fossilizao da madeira ao longo de milhares de anos.O carvo vegetal, usado como combustvel na calcinao do calcrio e na produo de ferro no Brasil, alm de muitas outras aplicaes, pode ser obtido por meio da carbonizao da ma-deira. Nesse processo, a madeira queimada parcialmente, de forma controlada e na presena depoucooxignio,ocorrendoumprocessodedecomposiotrmicadesubstncias,como celulose, lignina1, sais minerais, gua e outras. Como resultado, obtm-se carvo vegetal e uma misturadegasesevapores.Partedessesvaporespodesercondensadaobtendo-semetanol (CH3OH),cidoactico(CH3CO2H)ealcatro2.Afraogasosarestanteformadapor monxidodecarbono(CO),dixidodecarbono(CO2),hidrognio(H2)ehidrocarbone-tos3, principalmente metano (CH4).O carvo vegetal, por ser obtido a partir da carbonizao da madeira, pode ser considerado umrecursorenovvel,pois,pormeiodoreplantiodamadeira,pode-seobt-lofacilmente. O inconveniente que muitas carvoarias no so fscalizadas e acabam utilizando madeira de regies de mata nativa, degradando o meio ambiente.1Lignina: polmero tridimensional de estrutura complexa e semelhante celulose. Ela confere maior resistncia madeira, na qual est misturada celulose.2Alcatro: lquido escuro, espesso e oleoso formado por dezenas de substncias orgnicas (compostos de carbono). obtido na destilao de vrios materiais, tais como hulha (tipo de carvo) e madeira.3Hidrocarbonetos: substncias formadas por carbono (C) e hidrognio (H).QUIM_CAA_2bi_1s.indd 25 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 226A carbonizao da madeira ocorre por meio de seu aquecimento a elevadas temperaturas na presena de pouco oxignio, resultando na produo de carvo e compostos volteis, que podem ser separados por destilao. As quantidades mdias desses materiais obtidos a partir da destilao seca de uma tonelada de madeira so as seguintes: gases: 210 kg; gua: 350 kg; cido actico: 60 kg; metanol: 120 kg; alcatro: 90 kg: e carvo: 270 kg. A soma das massas dos produtos obtidos a partir da combusto incompleta da madeira 1100 kg, pois nestes produtos foram incorporados tomos de oxignio provenientes do ar, que introduzido no sistema de forma controlada para que haja uma combusto incompleta da madeira. Assim, a soma da massa de madeira e de oxignio do ar equivale soma das massas dos produtos obtidos neste processo.No Brasil, o uso industrial do carvo vegetal continua sendo largamente praticado, o que o torna o maior produtor mundial desse insumo energtico. No setor industrial, que utiliza cerca de 85% do carvo, o ferro e o ao so os principais consumidores, uma vez que o carvo participa como reagente e como fonte de energia. O setor residencial consome cerca de 9%; a gerao de energia em termeltricas, 4,5%; e o setor comercial (pizzarias, padarias e churrascarias), 1,5%.A carbonizao de lenha praticada de forma tradicional em fornos de alvenaria com ciclos de aquecimento e resfriamento que duram at vrios dias. Os fornos retangulares equipados com sistemas de condensao de vapores e recuperadores de alcatro so os mais avanados em uso atualmente no pas. Os fornos cilndricos com pequena capacidade de produo, sem mecaniza-o e sem sistemas de recuperao de alcatro, continuam sendo os mais usados nas carvoarias. A temperatura mxima mdia de carbonizao de 500 C.No raras vezes, a atividade de produo do carvo vegetal tem sido associada a condies de trabalho de baixa remunerao, falta de segurana (risco de contaminao por gases txicos, queimaduraseexploses),faltadepreparotcnicoedeequipamentosapropriados.Geral-mente,ostrabalhadoresnotmregistroemcarteiraecomumoempregodecrianase adolescentes.Almdocarvoprovenientedaqueimadamadeira,htambmocarvomineral,prove-niente da fossilizao de troncos, razes, galhos e folhas de rvores gigantes que cresceram h 250 milhes de anos em pntanosrasos. Essas partes vegetais, aps morrerem, fcaram depositadas no fundo lodoso e permaneceram encobertas. O tempo e a presso da terra sobre esse material transformaram-no em uma massa negra as jazidas de carvo.Dependendo do teor de carbono, resultado do tempo de fossilizao, tm-se diversos tipos de carvo: turfa, linhito, hulha e antracito.No Brasil, a hulha ocorre nos Estados do Paran, Santa Catarina e Rio Grande do Sul e sua extrao de cerca de 10 milhes de toneladas por ano (a produo no maior em virtude do alto teor de cinzas e de enxofre que possui). usada como combustvel em usinas termeltricas nas prprias regies onde extrada e nos altos-fornos siderrgicos, aps aquecimento prvio para eliminar material orgnico (gases e alcatro).Aexploraodasjazidasdeminriodecarvogeraimpactosambientaiscausadospela degradao da fauna, da fora, do solo e de cursos dgua. Alm disso, so muitos os riscos sade QUIM_CAA_2bi_1s.indd 26 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 227Questes para anlise do texto1.Como produzido o carvo vegetal?2.Quais so os problemas ambientais e sociais que podem ser causados por essa produo?dosoperriosdasminasdecarvo.Incndios,desmoronamentos,inundaeseexposioa agentes cancergenos (gases txicos e material particulado) e a elevadas temperaturas so alguns desses problemas.Emboraousodecarvomineralapresenteaconveninciadeseextrairumcombustvel diretamentedanatureza,problemticoofatodeserumrecursono-renovvel,portanto, esgotvel.Atualmente, o principal uso da combusto do carvo vegetal ou mineral no mundo para a gerao de eletricidade, em usinas termeltricas. Os impactos ambientais das usinas a carvo so grandes, no s pelas emisses atmosfricas que agravam o problema da chuva cida e do efeito estufa, mas tambm pelo descarte de resduos slidos e pela poluio trmica. A melhoria noprocessodecombustoeousodecarvocombaixoteordeenxofrepoderiamreduziras emisses de poluentes, como os xidos de nitrognio e o dixido de enxofre (SO2), causadores da chuva cida. Na usina, a energia trmica residual proveniente desse processo tambm poderia seraproveitadanoprpriolocalparaoaquecimentodecaldeiras,movimentaodemotores etc., minimizando as perdas energticas.At a II Guerra Mundial, o carvo ainda era o combustvel mais utilizado no mundo. Mas, a partir do incio do sculo XX, com o desenvolvimento dos motores a exploso, houve o crescente aumento do consumo de combustveis derivados do petrleo e a consequente diminuio do uso de carvo como combustvel. Com o uso da energia nuclear para a gerao de energia eltrica, a partir da segunda metade do sculo XX, diminuiuainda mais o uso de carvo. No entanto, a disponibilidade de grandes jazidas de carvo mineral e o baixo custo do carvo vegetal ainda con-ferem a esse combustvel um certo grau de importncia no cenrio energtico mundial.Adaptado de CENBIO: e . Acesso em: 20 fev. 2009.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 27 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 2283.Como extrado o carvo mineral?4.Quais so os problemas ambientais e sociais que podem ser causados por essa extrao? 5.Quais so os tipos de indstrias que utilizam o carvo como combustvel?6.Quais so os problemas ambientais causados pela queima do carvo?7.Quais so as vantagens na utilizao de cada tipo de carvo? E quais so as desvantagens?QUIM_CAA_2bi_1s.indd 28 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 229Complete a tabela a seguir com as informaes obtidas no texto, na discusso em sala ou em ou-tras fontes de consulta, para obter uma sntese sobre os dois tipos de carvo, o vegetal e o mineral.Carvo vegetal Carvo mineralForma de obtenoProblemas ambientais relacionados produo/extraoProblemas sociais relacionados produo/extraoVantagensDesvantagensOnde utilizadoProblemasrelacionados ao usoQUIM_CAA_2bi_1s.indd 29 6/5/2009 16:13:26Qumica - 1a srie - Volume 230Efeito estufaFabio Luiz de Souza e Luciane Hiromi AkahoshiEfeito estufa o aquecimento da camada gasosa (atmosfera) que envolve a Terra em razo da absoro de radiaes eletromagnticas. Os gases que compem a atmosfera tm diferentes capacidadesdeabsoro.Apesardogscarbnicoestarpresenteempequenaquantidade (0,033% em volume), possui uma grande capacidade de absorver essas radiaes, sendo respon-svel por cerca de 60% do efeito estufa.A reteno de calor provocada pelo efeito estufa um fenmeno natural responsvel por manter uma temperatura mdia de 15 C na Terra, proporcionando condies ideais para a manutenodavidanoplaneta.Entretanto,oaumentodoefeitoestufadevidocrescente emisso de gases estufa tem provocado o aquecimento global, que pode ser considerado um dos maiores problemas ambientais da atualidade.A fgura a seguir representa os processos de absoro e emisso de radiaes eletromagnticas.Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola. Utilizando as informaes obtidas nos textos a seguir ou em outras fontes de consulta, procure responder s questes propostas.1 100% da radiao solar que atinge a Terra.2 Cerca de 25% da radiao solar recebida reetida pelas nuvens e se perde no espao.3 Cerca de 5% da radiao solar que atinge a Terra reetida por sua superfcie e se perde no espao.4 Cerca de 45% da radiao solar que chega Terra (solo e oceanos) absorvida, aquecendo-a.5 Cerca de 25% da radiao solar absorvida pela atmosfera, provocando seu aquecimento (efeito estufa). 6 Parte da radiao absorvida pela superfcie da Terra convertida em radiao infravermelha que aquece o solo e a gua, e o restante emitido. 7 Parte da radiao infravermelha emitida pela Terra se perde no espao.8 Parte da radiao infravermelha emitida pela Terra absorvida pela atmosfera (efeito estufa).21345687Efeito estufa.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 30 6/5/2009 16:13:28Qumica - 1a srie - Volume 231Grfco adaptado de: FERREIRA, Omar Campos. Efeito estufa e consumo de combustveis. Economia & Energia, n. 26, maio/jun. 2001. Disponvel em: . Acesso em: 12 jan. 2009.Emisses de gs carbnico ao longo de quase um sculo e meio.Questes para anlise do grfco e da fguraAps ler o texto, analise o grfco e a fgura anteriores e responda s seguintes questes:a)Explique as alteraes nas emisses de gs carbnico provenientes de processos naturais.b)De que forma o homem contribui para o aumento das emisses de gs carbnico? E por que esse aumento se deu a partir do fnal do sculo XIX?c)Qual a relao entre a emisso de gs carbnico e o efeito estufa?d)Por que o aumento do efeito estufa um problema ambiental?01860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 200012345678EmissodeCO2Processosnaturais(respirao, decomposiodematriaorgnicaetc.)QueimadecombustvelTotalQUIM_CAA_2bi_1s.indd 31 6/5/2009 16:13:29Qumica - 1a srie - Volume 232Chuva cidaFabio Luiz de Souza e Luciane Hiromi AkahoshiAchuvanaturalmentecida,mesmoemlocaisnopoludos.Issoocorreporcausada presena do dixido de carbono (CO2), que reage com o vapor de gua da atmosfera formando o cido carbnico (H2CO3), conferindo um pH1 de 5,6 para essa chuva. Entretanto,quandoaumentaaquantidadedecertospoluentesatmosfricos(dixidode enxofre, SO2 e xidos de nitrognio), a chuva pode tornar-se excessivamente cida em razo da interao desses gases com a gua, produzindo principalmente cido sulfrico (H2SO4) e cido ntrico (HNO3). Nesse caso, usa-se a expresso chuva cida.Esses poluentes so liberados principalmente na queima de combustveis de origem fssil carvo e petrleo. O dixido de enxofre pode ser produzido, por exemplo, na queima de carvo mineral,poiscompostosdeenxofresoencontradoscomoimpurezasnessecombustvel.Os xidos de nitrognio, porm, podem ser produzidos em combustes a altas temperaturas, como a que ocorre nos motores a exploso de veculos e em processos industriais. Nessas combustes, o prprio nitrognio (N2) e o oxignio (O2) do ar reagem para formar os xidos de nitrognio.A chuva cida considerada um problema de grande impacto ambiental, pois pode provocar a devastao de forestas, acidifcando solos e matando plantas. Ela afeta tambm os ambientes aquticos, provocando a morte de peixes e outros animais. Outros problemas que ela causa so a transformao da superfcie do mrmore (carbonato de clcio CaCO3), de monumentos em gesso (sulfato de clcio CaSO4), provocando sua eroso, e a corroso de materiais metlicos de edifcios e construes.Elaborado especialmente para o So Paulo Faz Escola.1pH: escala utilizada para indicar o grau de acidez ou de basicidade de um material. Tal escala varia de 0 a 14. A 25 C, o valor de pH = 7 indica materiais de carter neutro; abaixo desse valor, os materiais tm carter cido; e acima desse valor, tm carter bsico ou alcalino.Figura adaptada de: . Acesso em:12 jan. 2009. dixidos de enxofrechuva cidaprecipitao secaprecipitao sob forma lquidaxidos de nitrognioConexo EditorialQUIM_CAA_2bi_1s.indd 32 6/5/2009 16:13:30Qumica - 1a srie - Volume 233Questes para anlise da fguraAps ler o texto, analise a fgura e responda s seguintes questes:1.Qual a origem dos compostos que produzem a chuva cida?2.Quais so os efeitos da chuva cida para o ambiente? E para o ser humano?3.A chuva cida cai sempre na regio onde se formam os poluentes? Explique sua resposta.Atividade 2 Produo de carvo vegetalNesta atividade, iremos aprofundar o estudo sobre a produo de carvo vegetal.Carbonizao da madeira produo de carvo vegetalNeste experimento, voc vai simular a produo de carvo vegetal.Materiais e reagentes1 pedao de papel-alumnio (15 cm x 15 cm); 5 a 10 palitos de dente; pina metlica; 1 lamparina a lcool; 1 trip metlico; fsforos ou isqueiro;gua; 1 tira de papel de tornassol azul ou 1 tiradecercade2,5cmdecomprimentode papel de fltro umedecido com alaranjado de metila (papel indicador).QUIM_CAA_2bi_1s.indd 33 6/5/2009 16:13:30Qumica - 1a srie - Volume 234Procedimento experimental 1.Embrulhe os palitos no papel-alumnio e feche uma das pontas, enrolando-a, para evitar a sada dos gases. A outra ponta, ainda aberta, deve ser parcialmente fechada, de forma a deixar um orifcio para a sada dos gases, conforme mostra a sequncia de fguras a seguir.2.Coloque o conjunto no trip. Aquea a regio prxima ponta fechada, conforme a fgu-ra a seguir.3.Com a pina metlica, prenda a tira de papel indicador e umedea-a com gua. Assim que comear a aparecer uma fumaa branca, tente aproximar cuidadosamente a pina (com o papel umedecido) dos gases que escapam pelo lado aberto. Retire o papel dessa posio quando observar alguma mudana e anote suas observaes.4.Se ainda houver fumaa branca, tente atear fogo nos gases que escapam pelo lado aberto.5.Quando o aquecimento no produzir mais gases, interrompa-o.6.Deixe esfriar e abra o embrulho para observar o resduo do aquecimento, anotando suas caractersticas.Experimento adaptado de: CISCATO, Carlos A. M. Carvo vegetal. In: Revista de Ensino de Cincias. FUNBEC, n. 18, ago. 1987, p. 38-41.15 cm 15 cm15 cm15 cm1 23 4Conexo EditorialConexo EditorialQUIM_CAA_2bi_1s.indd 34 6/5/2009 16:13:32Qumica - 1a srie - Volume 235Questes para anlise do experimento1.O que acontece com a cor do papel indicador?2.Quais gases poderiam ser formados nesse experimento? E o resduo? Retorne ao texto Carvo vegetal e carvo mineral e tente localizar informaes que o auxiliem a responder questo.3.Por que os gases puderam ser queimados?4.Por que os gases modifcaram a cor do papel indicador ao entrar em contato com ele?Como reconhecer o carter cido, bsico ou neutro de um material2 Neste experimento, voc vai reconhecer e identifcar o carter cido, bsico ou neutro de diver-sos materiais. Para isso, siga as instrues de seu professor.2Fonte: GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educao Qumica). Interaes e transformaes: Qumica para o Ensi-no Mdio Livro do Aluno. So Paulo: Edusp, 2005, p. 24.Materiais e reagentes2 tubos de ensaio; 2 vidros de relgio; 2 conta-gotas; 1 estante para tubos de ensaio; sabo; acar (C 12H22O11);QUIM_CAA_2bi_1s.indd 35 6/5/2009 16:13:32Qumica - 1a srie - Volume 236Procedimento experimental1.Identifque os tubos de ensaio, numerando-os como 1 e 2.2.Coloque gua nos tubos de ensaio at a altura de 2 cm, aproximadamente.3.Ao tubo 1, adicione um dos seguintes materiais recebidos por seu grupo: sabo, leite, vina-gre, gua sanitria, acar, sal, cal, hidrxido de sdio ou cido clordrico. A diluio deve ser feita de acordo com as observaes acima, isto , considerando se o material slido ou lquido. Agite, anote suas observaes e identifque o material utilizado.4.Faa o mesmo no tubo 2, para o outro material. Se no houver outro material, os testes do experimento sero realizados com a gua deste tubo. 5.Numere os vidros de relgio como 1 e 2. No vidro 1, coloque algumas gotas do lquido contido no tubo 1. No vidro 2, coloque algumas gotas do lquido contido no tubo 2. Ao fazer anotaes sobre suas observaes, cuidado para no confundir os materiais dos dois vidros de relgio.6.Realize ento os seguintes testes tanto no vidro de relgio 1 quanto no 2:Teste 1. Coloque um pedao de papel de tornassol azul em contato com o lquido, man-tendo-o apoiado numa das bordas do vidro de relgio. Nesse mesmo vidro, repita a opera-o usando um pedao de papel de tornassol vermelho. Anote suas observaes.Teste 2. Ao lquido contido no vidro de relgio, adicione carbonato de clcio em quantida-de equivalente a um gro de arroz, espere alguns segundos e anote suas observaes.Ateno!Se o material for lquido, utilize dez gotas. Se o material for slido, utilize uma quanti- dade equivalente a um gro de arroz.leite; sodacusticaouhidrxidodesdio(NaOH) em pastilhas;sal de cozinha (NaCl); cal de construo (CaO); gua; vinagre branco; gua sanitria; cido clordrico diludo (HCl); carbonato de clcio (CaCO 3);tiras de papel de tornassol azul e vermelho. QUIM_CAA_2bi_1s.indd 36 6/5/2009 16:13:32Qumica - 1a srie - Volume 237Complete a tabela a seguir com os dados experimentais obtidos por seu grupo ou pelos outros grupos da sala.InteraesOcorredissoluo?Teste 1 Teste 2OutrasobservaesCor adquirida pelo papelde tornassol azulCor adquirida pelo papel de tornassol vermelhoAo sobre o carbonatoguagua e sabogua e acargua e gua sanitriagua e leitegua e vinagregua e sal de cozinhagua e calgua e soda custicagua e cido clordricoQUIM_CAA_2bi_1s.indd 37 6/5/2009 16:13:33Qumica - 1a srie - Volume 238Questes para anlise do experimento1.possvelclassifcarosmateriaisestudadosemgruposdiferentes?Emcasoafrmativo,quais critrios voc utilizou ao propor esta classifcao?2.Os gases que voc observou no experimento da carbonizao da madeira, ao interagirem com a gua no papel indicador umedecido, indicaram seu carter cido (presena de cido actico, principalmente),evidenciadopelamudanadecor.Entreosmateriaisestudadosnoexperi-mento Como reconhecer o carter cido, bsico ou neutro de um material, quais tm carter cido? Esses materiais apresentam outras propriedades em comum? Quais?3.Os materiais que, ao interagirem com a gua, fazem com que ela se torne cida so denominados cidos. Considerando essa informao e as respostas dadas s questes anteriores, defna o que um cido.4.Alm dos cidos, h materiais que so classifcados como neutros ou como bsicos, usando-se como critrio de classifcao as propriedades que esses materiais conferem (ou no) gua, aps interagirem com ela. Defna material neutro e material bsico (alcalino).QUIM_CAA_2bi_1s.indd 38 6/5/2009 16:13:33Qumica - 1a srie - Volume 239Atividade 3 Cincia e cidadania: aplicando as ideias estudadas para atomada de decisesNesta Atividade, voc e seus colegas iro participar de um debate no qual, conforme orientao de seu professor, cada aluno ou grupo de alunos ir defender o ponto de vista de um dos setores da sociedade com diferentes interesses na instalao ou no de uma siderrgica na cidade. Os inte-ressados nessa questo podem ser indgenas, polticos, industriais, ambientalistas, mineradores (extraem o minrio de ferro), comerciantes (donos de carvoaria e pequenos comerciantes), fazendei-ros, trabalhadores do ecoturismo (proprietrios de pousadas e guias) etc. A inteno de promover esse debate informar a populao da cidade sobre a instalao da usina e suas consequncias, para que todos os cidados se posicionem a favor ou contra por meio de um plebiscito3. Dessa maneira, ser necessrio criar argumentos que defendam o seu ponto de vista e divulg-lo para a populao. Para isso, elabore textos para distribuir entre a populao, que tenham uma das seguintes formas: cartaaberta,cartaz,folheto,pginadainternet,informativoemdiversosmeiosdecomunicao (jornal, rdio ou TV) ou qualquer outra que voc considere adequada.3Voto do povo, por sim ou no, sobre uma proposta que lhe seja apresentada.Situao-problemaNuma cidade interiorana, prxima a uma reserva indgena, foi descoberta uma jazida de minrio de ferro que tem grande potencial para ser economicamente explorada, mas a regio possui uma paisagem exuberante (mata nativa, corredeiras, cascatas e fauna diversifcada) que apreciada por muitos turistas. Foi proposto um projeto para a instalao de uma grande siderrgica na cidade, que deve ser aprovado pelos habitantes da regio por meio de um plebiscito. Para esclarecimento da populao, est sendo promovida uma ampla campanha de divulgao dos diversos pontos de vista de todos os interessados na instalao ou no dessa indstria.1.Faa um resumo das principais ideias que surgiram durante a discusso dos problemas ambien-tais causados pela produo e pelo uso de carvo como combustvel.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 39 6/5/2009 16:13:33Qumica - 1a srie - Volume 2402.Aps ter participado do debate sobre a instalao ou no de uma siderrgica e depois de todos os argumentos apresentados tanto por voc quanto por seus colegas, qual posio voc tomaria diante de um plebiscito sobre esse projeto? D argumentos que sustentem sua posio.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 40 6/5/2009 16:13:34Qumica - 1a srie - Volume 241SITUAO DE APRENDIZAGEM 4 MODELO ATMICO DE JOHN DALTON: IDEIAS SOBRE A CONSTITUIO E A TRANSFORMAO DA MATRIASabemos que, nas transformaes qumicas, as massas se conservam, mas como podemos ex-plicar esse fato?Atividade 1 Modelos explicativosPara explicar os fenmenos observados, o ser humano elabora teorias e constri modelos expli-cativos.Refita sobre a atividade que realizou em sala de aula (Cena de um crime ou outra atividade) e comente a seguinte frase: Uma teoria experimentalmente testada no uma verdade.Atividade 2 Modelo atmico de Dalton!?Modelo atmico de DaltonAdaptado por Fabio Luiz de Souza e Luciane Hiromi AkahoshiNo fm do sculo XVIII, muitos conhecimentos sobre as transformaes qumicas tinham sido adquiridos, e cientistas buscavam explicaes para os fenmenos que observavam, alm de sentirem necessidade de represent-los.JohnDalton(1766-1844)foiumdoscientistasquebuscouexplicarosaspectosquanti-tativosrelacionadosstransformaesqumicas.Ofocodeseuestudoeraasolubilidadede gases. Em suas pesquisas, ele decidiu aceitar a ideia defendida por Lavoisier de que os gases so formados por corpsculos.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 41 6/5/2009 16:13:34Qumica - 1a srie - Volume 242Dalton props, ento, que, para diferenciar os corpsculos dos gases, teria de ser levada em conta a massa, ou seja, que tomos de gases diferentes tm massas diferentes e tomos de gases iguais tm a mesma massa.Assim, ele passou a estudar as quantidades envolvidas nas transformaes qumicas e usou a lei de Proust como base para sua hiptese atmica, formulada do seguinte modo:Toda matria formada por tomos, que so as menores partculas que a constituem. Os tomos so indestrutveis e indivisveis, mesmo quando participam de transformaesqumicas.As transformaes da matria so recombinaes de tomos. tomosdeelementosiguaisapresentammassasiguaisetomosdeelementosdiferentesapresentam massas diferentes.Por elemento, Dalton assume a defnio proposta por Lavoisier: elemento toda substncia que atingiu sua ltima fase da anlise, ou seja, que no mais se decompe.Dalton representava os tomos utilizando smbolos; para o hidrognio, por exemplo, usava . Nessa representao, o smbolo de um elemento indicava no s o elemento, mas tambm um to-mo dele com massa caracterstica. Esse tipo de representao dos elementos qumicos se mostrou poucoprtico;porisso,outrosqumicossugeriramnovasformasderepresentao.Oqumico sueco Berzelius (1779-1848) props usar a primeira letra em maiscula do nome do elemento em latim; com isso, o hidrognio passou a ser simbolizado por H. Essa representao utilizada at hoje. Quando h elementos cujos nomes comeam com a mesma letra, acrescenta-se uma segunda (em minscula), como o nitrognio (nitrogen), smbolo N, e o sdio (natrium), smbolo Na.Para Dalton, as frmulas e as representaes das transformaes qumicas (equaes qumi-cas) tambm indicavam quantidades. Por exemplo, a representao a seguir indicava a formao da gua e seria interpretada como: + elemento hidrognioune-se comelemento oxignioformando guaou1 tomo de hidrognioune-se com1 tomo de oxignioformando 1 tomo de guaUmproblemaqueseapresentavanapocaeraadeterminaodasmassasdostomos. Como impossvel medir a massa de um tomo, Dalton analisou as relaes entre as massas dos reagentes envolvidos na formao de substncias hidrogenadas, ou seja, transformaes qumicas entre diferentes substncias e o gs hidrognio. Ele admitiu que o elemento hidrognio tinha QUIM_CAA_2bi_1s.indd 42 6/5/2009 16:13:34Qumica - 1a srie - Volume 243massa atmica 1; com isso, pde estimar as massas de outras substncias. Por exemplo, na de-composio da gua, Dalton obteve 98 partes de oxignio para 14 de hidrognio, dando uma proporo aproximada de 7 : 1. Dessa maneira, admitiu que a massa dos tomos de oxignio era aproximadamente sete vezes maior do que a massa dos tomos de hidrognio, e fez o mesmo para outros compostos hidrogenados.Contudo, experimentos e estudos do qumico francs Gay-Lussac (1778-1850), do fsico italiano Avogadro (1776-1856) e de Berzelius mostraram que a partcula de gua era constituda por dois tomos de hidrognio e um de oxignio; portanto, a massa atmica deste ltimo no seria7,comopropsDalton.Assim,asdeterminaesdasmassasatmicasforamrevistase, atualmente, esses valores so determinados utilizando-se o carbono como padro.Algumas massas atmicas de DaltonMassa atmicaNome atual em portugusMassa atmicaNome atual em portugus1 Hidrognio 56 Zinco5 Nitrognio 56 Cobre5 Carbono 90 Chumbo7 Oxignio 157 Mercrio9 Fsforo 190 Ouro13 Enxofre 190 Platina50 Ferro 190 PrataExtrada de: GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educao Qumica). Interaes e transformaes: Qumica para o Ensino Mdio - Livro do Aluno. So Paulo. Edusp. 2005. p. 112.Questes para anlise do texto1.Para Dalton, o que era um tomo?2.Segundo as ideias de Dalton, que caracterstica diferenciava os tomos dos diversos elementos qumicos? QUIM_CAA_2bi_1s.indd 43 6/5/2009 16:13:34Qumica - 1a srie - Volume 2443.Para Dalton, o que era um elemento qumico?4.Como Dalton representava os tomos? Como eles so representados atualmente?1.Como as ideias de Dalton a respeito das transformaes qumicas explicam:a)a conservao da massa?b)a proporo entre as substncias participantes da reao?1.A tabela a seguir contm dados relativos queima de um pedao de palha de ao.Experi-mentosMassa dos reagentes (g) Massa dos produtos (g) Massa que no reagiu (g)Palhinha(ferro)Oxignio xido de ferroPalhinha(ferro)OxignioI 22,4 11,7 32,0 --- 2,1II 22,4 8,6 28,5 2,6 ---III 22,4 9,6 32,1 --- ---QUIM_CAA_2bi_1s.indd 44 6/5/2009 16:13:34Qumica - 1a srie - Volume 245a)Qual a massa de oxignio (O2) que reage nos experimentos I, II e III? Explique.b)Verifque se houve conservao de massa em cada um dos experimentos. Mostre os clculos e concluses.2.Analise as seguintes afrmaes.I Toda vez que ocorre uma transformao qumica em um sistema fechado e se forma um slido, a massa fnal do sistema ser maior do que sua massa inicial.II Na combusto da madeira, a massa inicial do sistema formado por madeira e gs oxignio igual massa fnal do sistema formado por gs carbnico, vapor de gua e cinzas.III Quando uma transformao qumica processada em um sistema fechado produz gs, as massas inicial e fnal do sistema sero iguais, pois os gases no tm massa.Est(o) correta(s) a(s) afrmativa(s):a)I b)II c)III d)I e II e)II e III3.(Fuvest-SP/1997) Os pratos A e B de uma balana foram equilibrados com um pedao de papel em cada prato e efetuou-se a combusto apenas do material contido no prato A. Este procedi-mento foi repetido com palha de ao em lugar de papel. Aps cada combusto, observou-se:Com papel Com palha de aoa A e B no mesmo nvel A e B no mesmo nvelb A abaixo de B A abaixo de Bc A acima de B A acima de Bd A acima de B A abaixo de Be A abaixo de B A e B no mesmo nvelA BQUIM_CAA_2bi_1s.indd 45 6/5/2009 16:13:35Qumica - 1a srie - Volume 2464.(Comvest/VestibularUnicamp/1990)AntoineLaurentLavoisier(1743-1794),oiniciadorda Qumica moderna, realizou, por volta de 1775, vrios experimentos. Em um deles, aqueceu 100 g de mercrio em presena de ar dentro de um recipiente de vidro fechado, obtendo 54 g de xido vermelho de mercrio, tendo fcado ainda sem reagir 50 g de mercrio. Pergunta-se:a)Qual a razo entre a massa de oxignio e a de mercrio que reagiram? b)Que massa de oxignio seria necessria para reagir com todo o mercrio inicial?5.As ideias sobre a constituio da matria propostas por John Dalton no incio do sculo XIX podem explicar:I a produo de energia eltrica numa pilha.II o aumento de massa durante a queima da palha de ao.III o fato dos materiais se combinarem em propores defnidas nas transformaes qumicas.A aplicao correta do modelo atmico de Dalton ocorre apenas em:a)I b)II c)III d)I e II e)II e III6.A corroso de monumentos de mrmore ou de metais e o derretimento das calotas polares cau-sando a elevao dos nveis dos oceanos so duas consequncias de quais problemas ambientais, respectivamente:a)destruio da camada de oznio e efeito estufa;b)chuva cida e efeito estufa;c)efeito estufa e superaquecimento global;d)chuva cida e destruio da camada de oznio;e)superaquecimento global e chuva cida.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 46 6/5/2009 16:13:35Qumica - 1a srie - Volume 247BELL, M. S. Lavoisier no ano um. So Paulo: Companhia das Letras, 2007. Tendo a Re-voluoFrancesacomopanodefundo,estelivronarraatrajetriacientfcadeAntoine Lavoisier,queestabeleceualgumasdasbasesdoconhecimentoqumico,entreasquaisa participao do oxignio nas combustes e a Lei da Conservao da Massa nas transforma-es qumicas.BRANCO,S.M. Energiaemeioambiente.SoPaulo:Moderna,1990.Nestelivroso discutidas tanto as fontes de energia mais amplamente utilizadas pelo ser humano quanto as novas alternativas energticas que tm se destacado a partir das dcadas fnais do sculo XX.Otextoapresentaumarefexocrticasobreoconsumoexcessivodeenergiaeseus impactos socioambientais.CARDOSO, A. A.; MACHADO, C. M. D.; PEREIRA, E. A. Biocombustvel, o mito docombustvel limpo. Qumica Nova na Escola. So Paulo: SBQ, 28 maio 2008. Disponvel em: . Acesso em: 12 fev. 2009. Neste artigo so discutidos aspectos ambientais referentes produo e usos de lcool e outros biocombus-tveis. Discute-se a pertinncia do termo combustvel limpo geralmente atribudo a eles.MOUVIER, G. A poluio atmosfrica. So Paulo: tica, 1997. Este livro trata de aspectos diversos da poluio do ar. Efeito estufa, chuva cida, oznio estratosfrico e troposfrico e smog fotoqumico so alguns dos assuntos nele tratados.OLIVEIRA,F.C.C.;SUAREZ,P.A.Z.;SANTOS, W.L.P.Biodiesel:possibilidadesedesafos. Qumica Nova na Escola. So Paulo: SBQ, 28 maio 2008. Disponvel em: . Acesso em: 12 fev. 2009. Neste artigo so apresentadas informaes relacionadas ao processo tecnolgico de produo de biodiesel, alm de aspec-tos sociais, econmicos e ambientais relacionado . SO PAULO (Estado). Secretaria do Meio Ambiente do Estado de So Paulo. PROCLIMA(Programa Estadual de Mudanas Climticas). Efeito estufa. Disponvel em: . Acesso em: 12 fev. 2009. O site apresenta textos sobre o efeito estufa e seu agravamento.ANP (Agncia Nacional do Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis). Disponvel em: . Acesso em: 12 jan. 2009.Apresenta informaes interessantes sobre a qualidade e adulterao de combustveis.QUIM_CAA_2bi_1s.indd 47 6/5/2009 16:13:35Qumica - 1a srie - Volume 248QUIM_CAA_2bi_1s.indd 48 6/5/2009 16:13:43