2010 volume 1 cadernodoaluno quimica ensinomedio 2aserie caderno do aluno

Caro(a) aluno(a), Os conhecimentos produzidos pela humanidade ao longo da histria encontram-se registrados em textos orais e escritos, nas artes, nas cincias. Os contedos escolares so planejados de modo a ajud-lo a compreender parte desses conhecimentos na expectativa de que voc possa, a partir deles, construir novos conhecimentos, criar formas solidrias de convivncia, respeitar valores, preservar o meio ambiente e o planeta. No caso de Cincias da Natureza e suas Tecnologias, as aulas e as atividades escolares so fundamentais para que voc possa compreender como os conhecimentos de Fsica, Qumica e Biologia se apresentam no cotidiano: na investigao dos materiais, das substncias, da vida e do cosmo, na agropecuria, na medicina, na extrao e no processamento de minrios, na produo de energia e de alimentos, entre tantas outras aplicaes. O objetivo das Situaes de Aprendizagem apresentar esses conhecimentos de forma contextualizada para que sua aprendizagem seja construda como parte de sua vida cotidiana e do mundo ao seu redor. Logo, as atividades propostas no devem ser consideradas apenas como exerccios de memorizao de um conjunto de smbolos e nomes desconexos do mundo que nos cerca. Portanto, estudar as Cincias da Natureza e suas Tecnologias tambm valorizar o ser humano. As aulas o ajudaro a compreender que por meio do conhecimento possvel transformar e aprimorar o que j existe, buscando criar condies para a melhoria da qualidade de vida. Aprender exige esforo e dedicao, mas tambm envolve curiosidade e criatividade, que estimulam a troca de ideias e conhecimentos. Por isso, sugerimos que voc participe das aulas, que atento s explicaes do professor, faa anotaes, procure respostas e d sua opinio. Se as tarefas inicialmente lhe parecerem excessivas, sugerimos que voc priorize algumas delas e faa um pouco por dia para que os exerccios no se acumulem. Assuma o compromisso de nalizar as tarefas, uma vez comeadas. No tenha receio de expor ao professor e aos colegas suas dvidas e diculdades, porque a troca de ideias fundamental para a construo do conhecimento. Errar tambm faz parte do aprendizado. Portanto, pea ajuda ao professor e aos colegas sempre que considerar a tarefa muito difcil. Elabore uma agenda para fazer seus trabalhos e atividades. Escolha um lugar adequado, onde voc no se distraia quando estiver fazendo as tarefas. Estabelea objetivos e comece pelos trabalhos mais exigentes. Faa breves intervalos durante o estudo para no car exausto. Esperamos que, assim, voc se sinta realizado e recompensado e possa reetir sobre o quanto aprendeu com este Caderno.Coordenadoria de Estudos e Normas Pedaggicas CENP Secretaria da Educao do Estado de So Paulo Equipe Tcnica de Cincias da Natureza

Qumica - 2a srie - Volume 1

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 1 SITUAO DEDA GUA PARA CONSUMO HUMANO APRENDIZAGEM PROPRIEDADES

Atividade 1 gua pura e gua potvelAo considerar a importncia da gua para a existncia de vida no planeta, nesta atividade vamos procurar estabelecer a diferena entre o significado de gua pura e gua potvel. importante que voc tenha conhecimentos sobre o tema para refletir a respeito da escassez de gua tratada, o seu mau uso, o desperdcio e as possveis atitudes individuais e coletivas que tm o objetivo de minimizar os problemas detectados. Vamos iniciar com a leitura de um texto.

Leitura e Anlise de Textos gua pura e gua potvel I A gua pura A vida, como a conhecemos, depende da gua, a substncia mais abundante nos tecidos animais e vegetais, bem como na maior parte do mundo que nos cerca. Trs quartos da superfcie terrestre so cobertos de gua: 97,2% formam os oceanos e os mares; 2,11%, as geleiras e as calotas polares; e 0,6%, os lagos, os rios e as guas subterrneas. Essa ltima a frao de gua aproveitvel pelo homem, que pode utiliz-la para abastecimento domstico, indstria, agricultura, pecuria, recreao e lazer, transporte, gerao de energia e outros. Para abastecer 19 milhes de habitantes da Grande So Paulo so produzidos 5,8 bilhes de litros de gua tratada por dia. Essa gua provm dos sistemas Cantareira, Alto do Tiet e Rio Grande. Embora a ONU recomende o consumo per capita de 110 litros de gua, a mdia da capital tem sido de 221 litros por dia por habitante (dados de 2008). Levando-se em conta no s o consumo, mas tambm a perda de gua por vazamentos, desperdcio e outros, o Instituto Socioambiental (ISA) est promovendo uma campanha para combater o desperdcio de gua. Tanto as guas doces como as salgadas so imensas solues aquosas, que contm muitos materiais dissolvidos. Assim, a gua na natureza no se encontra quimicamente pura. Mesmo as guas da chuva e a destilada nos laboratrios apresentam gases dissolvidos, como o CO2, o O2 e o N2, provenientes de sua interao com a atmosfera. a presena desses gases e tambm de sais e outros compostos que torna a gua capaz de sustentar a vida aqutica os peixes e outros seres no poderiam viver em gua pura, eles necessitam de oxignio dissolvido na gua para sua respirao. Uma substncia pura apresenta um conjunto de propriedades que podem ser usadas para a sua identificao.Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.

Maria Eunice Ribeiro Marcondes e Yvone Mussa Esperidio

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Assim, como se estudou na srie anterior, para reconhecer se uma substncia encontra-se pura, do ponto de vista qumico, necessrio verificar se apresenta um conjunto de propriedades constantes, como a temperatura de ebulio, a temperatura de fuso, a densidade e a solubilidade, alm de algumas caractersticas qumicas especficas da substncia, conforme a tabela a seguir.

Propriedades caractersticas de algumas substnciasSubstncia gua pura Etanol Benzeno NaCl Temperatura de ebulio (C) a 1 atm 100 78,5 80,1 1473 Temperatura de fuso (C) 0 117 5,5 801 Densidade a 20 C (g.cm3) 0,998 0,789 0,880 2,17 Solubilidade em gua (g/100 g gua) 0,070 36,0

Tabela elaborada pelas autoras especialmente para o So Paulo faz escola. Fonte dos dados: LIDE, D. R. (editor-in-chef ). Handbook Chemistry and Physics. 73rd edition, 1992-1993.

Questes para anlise do texto 1. Por que se afirma que a vida depende da gua? Onde a utilizamos? Qual a sua importncia para o ser humano?

2. Compare, em termos de ordem de grandeza, a frao de gua aproveitvel pelo homem com a ordem de grandeza dos demais corpos de gua do planeta.

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3. Compare o consumo de gua per capita recomendado pela ONU com o consumo per capita, por dia, na cidade de So Paulo. Cite algumas possveis causas dessa discrepncia.

4. gua tratada e gua pura so expresses com o mesmo significado?

II A gua potvel A palavra potvel vem do latim potabilis, que significa prpria para beber. Para ser ingerida, essencial que a gua no contenha elementos nocivos sade. Muitas vezes, as guas superficiais provenientes de rios, lagos ou de afloramentos naturais, destinadas ao consumo humano ou outros fins, no apresentam a qualidade sanitria exigida. Por essa razo, a gua para consumo humano deve passar por tratamento a fim de torn-la potvel, isto , atender a certos requisitos estticos, tais como ser isenta de cor, sabor, odor ou aparncia desagradvel, ou seja, ser prpria para beber. Tambm pode ser utilizada no preparo de alimentos ou para lavar louas e roupas. Deve ser ainda isenta de substncias minerais ou orgnicas ou organismos patognicos que possam produzir agravos sade. Assim, o critrio de potabilidade diferente do critrio de pureza. A potabilidade tem como fim o auxlio da manuteno dos seres vivos, inclusive o ser humano. A pureza indica que a espcie qumica gua gua somente, tem propriedades especficas que a caracterizam como gua, H2O. Atualmente, grandes problemas esto afetando o suprimento da gua, como a poluio dos rios, lagos e lenis freticos por resduos industriais, agrcolas e humanos, alm da contaminao por microrganismos. Muitas vezes, essas guas contaminadas, se ingeridas, podem causar srios danos sade. No entanto, dependendo da finalidade a que se destina, permitida nas guas a presena de espcies orgnicas e inorgnicas, como o flor recomendado pelos dentistas. Entretanto, suas quantidades devem ser monitoradas, pois, em represas ou outros tipos de reservatrios, pode ocorrer contaminao por microrganismos patognicos, por metais como o chumbo, o zinco e outros, ou por compostos orgnicos em concentraes superiores s estabelecidas pela legislao, como mostra a tabela a seguir.5


Tipos de contaminantes da guaContaminantes da gua Resduos consumidores de O2 dissolvido Agentes patognicos Nutrientes vegetais Compostos industriais inorgnicos Produtos industriais orgnicos Material radioativo Material em suspenso Calor Exemplos Resduos de animais e vegetais; vegetais em decomposio Microrganismos Fosfatos e nitratos cidos, bases e ons de metais (Fe2+, Hg2+, Cd2+, Cr3+, Pb2+) Praguicidas, detergentes e petrleo Restos de minerao e processamento de materiais radioativos Sedimentos de eroso da Terra gua usada para resfriamento na indstria

Tabelas das pp. 6, 7 e 8 elaboradas pelas autoras especialmente para o So Paulo faz escola. Fonte dos dados: Portaria GM/MS No 518, de 25 de maro de 2004. Disponvel em: http://189.28.128.179:8080/518/legislacoes/portaria-ms-no.-518. Acesso em: 21 out. 2009.

Uma ocorrncia no Rio de Janeiro, no ano 2000, que alarmou a populao, foi a srie de notcias sobre a contaminao da gua por chumbo. Esse metal, na forma de Pb2+ (ction chumbo II), havia sido detectado em amostras de gua coletadas em residncias onde as tubulaes ainda eram constitudas de chumbo. Esse metal, no ser humano, se deposita nos ossos, na musculatura, nos nervos e rins, provocando estados de agitao, epilepsia, tremores, perda de capacidade intelectual, anemias e, em casos extremos, uma doena chamada saturnismo. Atualmente, minimizou-se esse mal, pois o uso de tubulaes de chumbo foi descartado, tornando-se obrigatria a utilizao de tubulaes fabricadas com cloreto de polivinila (PVC). O alumnio outro contaminante que tem causado temor populao. Alguns pesquisadores acreditam que sua presena na gua potvel pode ser aumentada caso em seu tratamento seja utilizado o alume. O uso de panelas de alumnio tambm pode aumentar a quantidade desse contaminante nos alimentos nelas processados. As pesquisas indicam que o consumo de gua potvel com mais de 100 ppb (0,1mg/L)* de alumnio pode causar danos neurolgicos, como perda de memria, e contribuir para agravar a incidncia do mal de Alzheimer. Alm desses contaminantes, deve-se considerar ainda os nitratos. O excesso de nitratos na gua que bebemos pode causar, tanto em bebs recm-nascidos quanto em adultos com certa deficincia enzimtica, a doena conhecida como metemoglobinemia ou sndrome do beb azul. Bactrias presentes no estmago do beb ou em mamadeiras mal lavadas e mal esterilizadas podem reduzir o nitrato a nitrito, como mostra a equao: NO3 (aq) + 2 H+(aq) + 2 e nitrato

NO(aq) + H2O(l) 2 nitrito

Interagindo com a hemoglobina, o nitrito a oxida impedindo, dessa forma, a absoro e o transporte adequados de oxignio s clulas do organismo. Devido falta de hemoglobina, na sua forma reduzida e que d a cor vermelha ao sangue, o beb acometido de insuficincia* 1 ppb = 0,01ppm 100 ppb = 0,1ppm = 0,1mg/L

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respiratria, perdendo a sua cor rosada natural para uma cor azul arroxeado. Nos adultos, essa doena pode ser controlada, pois a hemoglobina oxidada pode retornar com facilidade sua forma reduzida, transportadora de oxignio, e o nitrito se oxidar novamente a nitrato. A Portaria GM/MS No 518, de 25 de maro de 2004, do Ministrio da Sade, estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilncia da qualidade da gua para consumo humano e seu padro de potabilidade. Alguns desses dados so mostrados nas tabelas a seguir.

Alguns componentes que afetam a qualidade organolptica da guaComponentes que afetam a qualidade organolptica Alumnio (Al3+) Cloretos (Cl) Cobre (Cu2+) Zinco (Zn2+) Ferro total (Fe2+ e Fe3+) Mangans (Mn2+) Concentrao mxima permitida (miligrama por litro de gua) 0,2 250,0 1,0 5,0 0,3 0,1

Valores de concentrao mxima permitida de alguns elementos na gua potvel e seus efeitos sobre a sade no BrasilElementos que afetam a sade Arsnio Brio Chumbo Crmio Mercrio Cianetos Nitratos Cdmio Alumnio*

Fontes principais Despejos industriais, efluentes de mineraes, inseticidas, herbicidas Atividades industriais e de extrao da bauxita Aditivos de gasolina, tintas Indstrias galvnicas Indstria eletroqumica Descarte de processos de minerao e da indstria eletroqumica Dejetos humanos, atividades agrcolas e algumas atividades industriais Despejos de processos industriais guas potveis purificadas com alume

Concentrao mxima permitida (mg.L1) 0,01 0,7 0,01 0,05 0,001 0,07 10 0,005 0,2

Efeitos sobre os seres humanos Distrbios gastrintestinais, cancergeno e teratognico* Paralisia muscular Nuseas, irritabilidade, danos no crebro Cancergeno e mutagnico Neurotxico e mutagnico Irritante para os olhos, venenoso em contato com a pele, letal Metemoglobinemia Disfuno renal, hipertenso, arteriosclerose Perda de memria, mal de Alzheimer

Teratognico: alterao no hereditria no feto.

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De acordo com a legislao brasileira vigente, a gua potvel deve estar em conformidade com o padro microbiolgico aqui apresentado:

Padro microbiolgico de potabilidade da gua para consumo humanoParmetro gua para consumo humano gua na sada do tratamento gua tratada no sistema de distribuio (reservatrios e redes) Escherichia coli ou coliformes termotolerantes Coliformes totais Escherichia coli ou coliformes termotolerantes Valor mximo permitido Ausncia em 100 mL Ausncia em 100 mL Ausncia em 100 mL

As instituies responsveis pelo controle da qualidade da gua em termos de potabilidade realizam periodicamente anlises bacteriolgicas para verificar a existncia e a quantidade de microrganismos, identificando-os como prejudiciais ou no sade, e anlises fsico-qumicas para determinar a existncia e a quantidade das espcies qumicas dissolvidas em gua. Lembrando o que ocorreu em Caruaru, no Estado de Pernambuco, em 1996, quando muitas mortes foram causadas devido ao tratamento inadequado da gua usada em hemodilises, , portanto, dever do cidado estar atento qualidade da gua que usa e exigir monitoramento contnuo de espcies que possam afetar a sade humana e a sobrevivncia de outras espcies animais e vegetais.Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.

Questes para anlise do texto 1. O que gua potvel? O critrio de potabilidade significa o mesmo que o critrio de pureza?

2. O que gua contaminada? Por que no prpria para beber?

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3. Que danos sade podem ser causados pela presena de chumbo na gua potvel? Qual a concentrao mxima permitida para esse elemento na gua potvel, segundo a legislao brasileira? Quais so as suas fontes?

4. Por que atualmente no se considera recomendvel o uso de panelas de alumnio?

5. Que malefcios sade pode causar a presena de nitratos na gua que bebemos?

Faa uma sntese das ideias desenvolvidas nos textos utilizando um quadro semelhante ao que segue. Entregue-a ao professor.

Ideia principal

Pormenores importantes

Concluses e implicaes

1. Segundo um levantamento informal de 1992, a gua potvel de um tero das casas de uma certa cidade tinha nveis de chumbo da ordem de 10 ppb. Supondo que um morador de uma dessas casas beba cerca de 2 litros de gua por dia, calcule quanto de chumbo esse adulto ingere por dia.

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2. Examine a tabela apresentada a seguir, que contm resultados de anlises de algumas guas, distribudos de acordo com os elementos qumicos presentes (As, Ba, Pb, Hg, Al, Cu e Mn) levando em conta que a unidade mg/L significa que em 1 L da gua analisada est contido 1 mg da espcie qumica considerada. Utilize na avaliao solicitada as informaes das tabelas da pgina 7. Aponte tambm os possveis efeitos que essas guas podem causar se forem ingeridas.Veja a seguir anlises qumicas de diferentes amostras de gua. Apresente o resultado de sua anlise em forma de tabela. Espcie qumica As Ba Pb Hg Al Cu Mn Amostra A (mg/L) 0,8 0,1 1,09 0,01 Amostra B (mg/L) 0,05 0,50 0,015 0,00010 0,18 0,89 0,10 Amostra C (mg/L) 1 0,001 0,05 0,20 1,00 Amostra D (mg/L) 0,001 1 000 0,01 10 10 0,90 0,98

Tabela elaborada pelas autoras especialmente para o So Paulo faz escola.

Amostra

Concentrao maior que a mxima permitida

Efeitos txicos possveis

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 2 DISSOLUO DE MATERIAIS EM GUA SITUAO DE APRENDIZAGEM E MUDANA DE SUAS PROPRIEDADES

Atividade 1 At quanto um slido solvel em gua?Neste estudo, voc vai estimar a quantidade mxima de sulfato de cobre pentaidratado que pode se dissolver em certo volume de gua, temperatura ambiente.

Materiais e reagentes

5 tubos de ensaio de mesmas dimenses (altura e dimetro); estante para tubos de ensaio; 5 rolhas para vedao; 1 basto de vidro; 1 proveta de 50 mL; massas conhecidas de CuSO4.5 H2O: 1,5 g; 2,5 g; 4,2 g; 5,0 g; 6,0 g; gua destilada.

Procedimento 1. Coloque nos tubos de ensaio as diferentes massas de sulfato de cobre e indique no rtulo de cada um a massa nele contida. 2. Disponha-os na estante para tubos de ensaio em ordem crescente de massas. 3. Mea com a proveta o volume de 20 mL de gua e adicione-o ao primeiro tubo. 4. Vede o tubo com a rolha e agite a mistura vrias vezes. Recoloque-o na estante. 5. Proceda do mesmo modo com os outros tubos. Compare as misturas resultantes em relao ao aspecto homogneo ou heterogneo, cor e presena ou no de slido. Anote suas observaes na tabela a seguir.11


Tubo

Massa de CuSO4.5H2O (g) 1,5 2,5 4,2 5,0 6,0

Volume de gua (mL) 20 20 20 20 20

Aspecto homogneo ou heterogneo

Comparao de cor

Presena ou no de slido

I II III IV V

Analise os dados coletados e responda s questes a seguir: 1. Ocorreu dissoluo total do slido em todos os tubos? Se quiser complementar sua resposta, descreva suas observaes por meio de um desenho no seu caderno ou numa folha avulsa.

2. Como explicar o depsito de slido (corpo de fundo) nos tubos IV e V?

3. possvel relacionar a constncia da cor com a quantidade dissolvida? Justifique.

4. O que poderia ocorrer se fosse adicionado mais 1,0 g de slido ao tubo II? E ao tubo IV? Justifique.

5. Pode-se estimar a quantidade mxima de CuSO4.5 H2O capaz de se dissolver em 20 mL de gua? E em 100 mL de gua?

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1. Faa um pequeno resumo e descreva o que voc aprendeu ao fim desta atividade. Esse resumo pode ser feito na forma de um fluxograma que mostre os passos seguidos e as concluses elaboradas. Em folha parte, entregue-o ao professor. 2. Considere a tabela a seguir que indica as solubilidades de alguns solutos da gua do mar em g/100 g de gua.

Soluto Cloreto de magnsio Sulfato de clcio Carbonato de clcio Cloreto de sdio Brometo de sdio Sulfato de magnsio

Frmula MgCl2 CaSO4 CaCO3 NaCl NaBr MgSO4

Solubilidade (g/100 g de gua) 54,1 6,8.103 1,3.103 36,0 1,2.102 36,0

Tabelas das pp. 13, 14 e 15 elaboradas pelas autoras especialmente para o So Paulo faz escola. Fonte dos dados: LIDE, D. R. (editor-in-chef ). Handbook Chemistry and Physics. 73rd edition, 1992-1993.

a) Por que possvel comparar as solubilidades dos diferentes solutos?

b) Qual dos sais o mais solvel? Qual o menos solvel?

c) 20 g de cloreto de sdio foram colocados para dissoluo em 50 g de gua. A mistura resultou homognea? Justifique.

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d) Uma soluo aquosa contm como solutos os cloretos de sdio e de magnsio em iguais concentraes. Submetendo-se essa soluo evaporao, qual slido se deposita primeiro, separando-se da soluo? Justifique.

Desafio! Em exames radiolgicos gastrintestinais, utiliza-se para contraste soluo saturada de BaSO4. No entanto, para um indivduo de 60 kg de massa corprea, o limite de tolerncia da espcie qumica on brio (Ba2+) no organismo humano de 0,7 g. Levando-se em conta que a solubilidade do BaSO4 em gua de 2,3.103 g para 1 litro de gua, explique por que a ingesto de um copo (200 mL) de soluo saturada de sulfato de brio no letal para esse indivduo.

Atividade 2 A vida depende da gua: outras propriedades do solvente guaA espcie qumica gua apresenta propriedades muito peculiares e diferentes da maioria dos outros lquidos. So essas propriedades que a tornam responsvel por vrias das interaes e transformaes que ocorrem no planeta. Vamos estudar algumas dessas propriedades. Situao 1 Calor especfico Uma das caractersticas mais importantes o seu calor especfico capacidade de absorver ou perder calor.

Calor especfico de alguns lquidos a 1 atm e a 25 CLquido gua Etanol Acetona Benzeno Glicerina14

Calor especfico (J.g1.C1) 4,18 2,44 2,17 2,37 2,37


A gua um dos lquidos de maior calor especfico que se conhece, cujo valor 4,18 J.g1.C1. Comparando-a com o etanol (lcool comum), vemos que, enquanto o calor especfico da gua 4,18 J.g1.C1, o do lcool 2,44 J.g1.C1. Isso significa que, para elevar em 1 C a temperatura de 1 g de gua, so necessrios 4,18 J, e para elevar em 1 C a temperatura de 1 g de etanol, so necessrios 2,44 J. Exerccios para a sala de aula 1. Considere a seguinte situao: dois frascos fechados contendo respectivamente 1 kg de gua e 1 kg de etanol ficaram expostos ao sol durante certo tempo. Qual deles estar mais quente aps esse tempo de exposio? Qual deles levar mais tempo para se resfriar? Justifique.

2. Como essa caracterstica peculiar da gua mantm, praticamente sem grandes variaes, tanto a temperatura do ambiente aqutico quanto a do clima terrestre?

Situao 2 Densidade

Densidade da gua lquida a vrias temperaturasTemperatura (C e 1 atm) 0 2 4 6 8 10 16 20 25 3015

Densidade (g.cm3) 0,99984 0,99997 1,0000 0,99997 0,99988 0,99970 0,99910 0,99821 0,99707 0,99565


Normalmente, para os lquidos comuns, a densidade decresce com a elevao da temperatura. No caso da gua, porm, os dados anteriores mostram que a densidade aumenta de 0 a 4 C, na qual mxima, e depois decresce. Como densidade a relao massa/volume, isso significa que, quando a temperatura aumenta de 0 a 4 C, a gua se contrai, diminuindo o volume e, consequentemente, aumentando a densidade, uma vez que a massa no se altera com a temperatura. Acima de 4 C, como o volume aumenta, a densidade decresce. Exerccios para a sala de aula 1. Com base nessas informaes e sabendo que a densidade do gelo 0,92 g.cm3, o gelo flutuaria na gua a 0 C? E a 25 C?

2. O que poderia ocorrer com a gua de um rio em um local onde a temperatura ambiente fosse igual ou inferior a 0 C? Justifique.

3. O que poderia acontecer com a vida em um lago se a densidade do gelo fosse maior que a da gua lquida, em um dia em que a temperatura ambiente fosse igual ou menor do que 0 C?

Situao 3 Condutibilidade eltrica da gua Para observar a manifestao de condutibilidade eltrica associada a materiais pode-se usar um dispositivo semelhante ao da figura, em que as ligaes so feitas em paralelo. Samuel Silva

interruptor

fios desencapados

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Quando as extremidades do fio so introduzidas no material, uma ou mais lmpadas podero acender, dependendo da capacidade que o material tem de conduzir corrente. Na gua destilada, por exemplo, quando os dois fios so introduzidos, nota-se que somente a lmpada de nenio (a menor) se acende. Como corrente eltrica pressupe movimento de cargas eltricas, ento o fato observado leva a supor que na gua esto presentes partculas portadoras de cargas eltricas livres (chamadas de ons), capazes de se movimentar, transportando energia eltrica. Contudo, ao se colocar o dispositivo de medir condutibilidade eltrica na gua de torneira, percebe-se um brilho mais intenso do que o observado anteriormente. E se o dispositivo for colocado em gua do mar, as trs lmpadas se acendero. Pode-se, assim, afirmar que a gua do mar apresenta um grau de condutibilidade eltrica maior que a gua potvel, que, por sua vez, possui maior condutibilidade que a gua destilada (gua pura). Exerccios para a sala de aula 1. Considerando essas informaes, possvel relacionar o fato de certas espcies qumicas estarem dissolvidas na gua potvel com o fato de seu grau de condutibilidade eltrica ser maior do que o da gua pura? Proponha argumentos que justifiquem sua resposta.

2. Esses argumentos poderiam ser utilizados para explicar a condutibilidade eltrica observada na gua do mar?

3. Ao se adicionar sal de cozinha em gua destilada e medir a condutibilidade eltrica com o dispositivo, o que voc espera observar?

4. Apresente um resumo da situao analisada e destaque a propriedade que estudou, qual a importncia para a vida etc.

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Atividade 3 Como a presena de solutos afeta as propriedades do solvente?

Desafio! Demonstrao experimental feita pelo professor Coloque gua em um copo grande at de sua altura. Com cuidado, introduza um ovo cru nessa gua. Como era de se esperar, ele afunda porque mais denso que a gua. Adicione sal de cozinha gua, agitando cuidadosamente, at que o ovo flutue.

1. Sabendo que a densidade do ovo no mudou com a adio de sal, como se pode explicar a flutuao do ovo?

2. Considere os dados a seguir: Solues de NaCl (% massa) 0,53 3,0 5,4 14,3 Densidade a 25 C ( g.cm-3) 1,000 1,010 1,035 1,101

Tabelas das pp. 18, 19 e 20 elaboradas pelas autoras especialmente para o So Paulo faz escola. Fonte dos dados: LIDE, D. R. (editor-in-chef ). Handbook Chemistry and Physics. 73rd edition, 1992-1993.

Analise os dados da tabela acima e relacione o que ocorreu com o ovo ao que ocorre com a densidade da soluo de NaCl, medida que aumenta a quantidade de cloreto de sdio.

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3. Ser que a presena de sal tambm altera a temperatura de ebulio da gua pura? Justifique e analise os dados da tabela a seguir. Temperatura Concentrao de ebulio da de NaCl (g/L) soluo (C) presso de 1 atm 30 100,5 58 101,1 115 102,3 170 103,3

VOC APRENDEU?

A gua do Mar Morto a mais salgada do mundo. O Mar Morto um lago situado na foz do Rio Jordo, na fronteira entre Israel e Jordnia, na regio ocidental da sia (300 m abaixo do nvel do mar). Nesse lago, a concentrao de sais dissolvidos nove vezes maior que a das guas dos oceanos. Um litro de gua do Mar Morto pesa 1170 g. Um litro de gua de rios pesa 990 g.

1. Por que as pessoas boiam mais facilmente no Mar Morto? 2. Se voc determinasse a temperatura de ebulio de uma amostra da gua do Mar Morto, esta seria maior, menor ou igual de uma amostra de gua do mar do litoral do Estado de So Paulo? Explique.

3. Por que a alta salinidade do Mar Morto impede que nele existam peixes e vida vegetal? (Sugesto de leitura: GEPEQ. Interaes e transformaes: Qumica para o Ensino Mdio. So Paulo: Edusp, 1998, v. 1, p. 47-49.)

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SITUAO DE APRENDIZAGEM CONCENTRAO DE SOLUES

SITUAO DE APRENDIZAGEM 3

Como voc aprendeu, h materiais que se dissolvem em gua em determinadas quantidades. A quantidade de soluto presente em uma soluo pode ser expressa de diferentes maneiras. Nesta atividade, voc vai conhecer como expressar concentraes de solues e saber como e quando utiliz-las.

Atividade 1 Entendendo o significado da concentrao de uma soluo1. As concentraes mximas permitidas por lei de certos elementos qumicos na gua potvel esto apresentadas na tabela a seguir. Concentrao mxima permitida (mg.L1) 0,01 0,7 0,01 0,001 Quantidade mxima contida em 1 L (em mg) 0,01 0,7 0,01 0,001 Quantidade mxima contida em 2 L (em mg) 0,02 1,4 0,02 0,002 Quantidade mxima contida em 4 L (em mg)

Elementos que afetam a sade Arsnio (As) Brio (Ba) Chumbo (Pb) Mercrio (Hg)

Interprete os dados da tabela acima, comparando as quantidades dissolvidas em 1 litro de gua potvel e em 2 litros, e complete os dados da ltima coluna. A razo massa do soluto/volume da soluo (gua potvel) a mesma?

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2. Analise as informaes contidas em um rtulo de gua mineral: FONTE SO SEBASTIO COMPOSIO QUMICA PROVVEL (mg/L) Sulfato de estrncio: 2,25. Sulfato de clcio: 15,84. Bicarbonato de clcio: 102,72. Bicarbonato de magnsio: 36,52. Bicarbonato de potssio: 6,40. Bicarbonato de sdio: 37,40. Cloreto de sdio: 11,62. Fluoreto de sdio: 0,52. Fluoreto de ltio: 0,08. xido de zinco: 0,01. CARACTERSTICAS FSICO-QUMICAS pH a 25 C: 7,2 Temperatura da gua na fonte: 23 C Condutividade eltrica a 25 C em mhos/cm: 2,5.10-4 Resduo de evaporao a 180 C: 171,82 mg/L. REGISTRO NO MS PROT. No 00000/000/00 CNPJ 000000000/000-00 INDSTRIA BRASILEIRA a) Como est expressa a composio dessa gua mineral? Seria mais conveniente expressar a concentrao em g/L? Justifique.

b) Qual a concentrao de bicarbonato de sdio nessa gua?

c) Se forem colocados 100 mL dessa gua em um copo e 200 mL em outro, qual ser a concentrao de bicarbonato de sdio em cada um dos copos? Justifique sua resposta.

d) Que massa de bicarbonato de sdio uma pessoa ingere ao beber 100 mL dessa gua? E ao beber 200 mL?

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e) Considerando todos os bicarbonatos presentes nessa gua mineral (bicarbonato de clcio, de magnsio, de potssio e de sdio), que massa de bicarbonato uma pessoa ingere ao beber 100 mL dessa gua? E ao beber 200 mL?

VOC APRENDEU?

1. Muitos medicamentos com os quais lidamos em nosso dia a dia informam em seus rtulos ou bulas a concentrao do componente ativo. Assim, por exemplo, um medicamento antiespasmdico (X) contm 75 mg do componente ativo (dimeticona) por mL. Outro medicamento, antitrmico (Y), contm 200 mg do componente ativo (paracetamol) por mL. Antiespasmdico X Concentrao: Antitrmico Y Concentrao:

a) Indique nos respectivos rtulos as concentraes dos componentes ativos desses medicamentos em g/L. b) A importncia de conhecer a composio de um medicamento est na dose que o mdico deve recomendar. Assim, para o medicamento antiespasmdico a dose recomendada para adultos de 16 gotas, trs vezes ao dia. Como se pode saber a massa de dimeticona que se pode ingerir por dia? (Considere o volume de 1 gota = 0,05 mL.)

2. Deseja-se preparar 250 mL de uma soluo de NaOH de concentrao igual a 20 g/L. Que massa de NaOH deve-se usar?

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1. Um frasco contm uma soluo de sulfato de cobre pentaidratado 50 g/L. Que volume dessa soluo deve ser medido para se ter 12,5 g de sulfato de cobre?

2. Determinou-se a massa de 4,0 g de hidrxido de sdio. Que volume de soluo deve ser preparado para que a sua concentrao seja 20 g/L?

Atividade 2 Expressando a concentrao em porcentagem em massa e porcentagem em volumeEm nossa vida diria comum encontrar concentraes expressas em porcentagem. Considere as informaes a seguir. cido actico no vinagre NaCl no soro fisiolgico Cloro na gua sanitria 4 a 6% (m/V) 0,9% em massa (m/m) 2 a 2,5% ( m/m)

Essa unidade pode expressar a massa de soluto em 100 g da soluo (porcentagem em massa) ou a massa de soluto em 100 mL da soluo (porcentagem em massa/volume) e ainda pode expressar o volume de soluto em 100 mL da soluo (porcentagem em volume). a) A concentrao de NaCl no soro fisiolgico est expressa em porcentagem em massa. Qual a massa de NaCl presente em 100 g de soro? Qual a massa de gua nessa quantidade de soro?

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b) Qual a massa de NaCl necessria para se preparar 500 g de soro?

Atividade 3 Expressando a concentrao em partes por milho ppmA unidade ppm indica quantas partes de um componente esto presentes em 1 milho de partes da mistura. Essas partes podem ser massa, volume etc. Essa unidade til quando os componentes da soluo esto presentes em quantidades muito pequenas. 1. A legislao brasileira estabelece que a gua, para ser potvel, deve conter no mximo 0,0002 mg/L de mercrio. Expresse essa concentrao em ppm.

2. O padro norte-americano estabelece o limite de tolerncia de 0,5 ppm de mercrio (Hg) em peixes como a truta. Considerando uma truta de 1 kg, calcule: a) A massa de Hg, em miligramas, correspondente a essa concentrao.

b) Se uma pessoa, ao comer truta, tivesse ingerido 0,10 mg de mercrio, que massa de truta teria comido?

Atividade 4 Alterando a concentrao das solues diluioConsidere trs provetas (I, II e III) contendo, cada uma delas, 100 mL de soluo de CuSO4.5 H2O, na concentrao de 50 g/L.24


1. Qual a massa em gramas de sulfato de cobre contida em cada proveta (figura a)?

2. Adicionando gua proveta II at que o volume alcance 200 mL, a massa de sulfato de cobre contida nessa proveta se altera? O que muda? Qual a concentrao em g/L da soluo nessa proveta (figura b)?

3. Adicionando gua proveta III at que o volume alcance 400 mL, qual deve ser a concentrao dessa soluo? Explique seu raciocnio (figura c).

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Jairo Souza Design

a)

b)

c)


1. Tem-se uma soluo de NaOH 20 g/L. Retirou-se 20 mL dessa soluo, colocou-se em uma proveta e adicionou-se gua at completar o volume de 100 mL. Qual a concentrao da nova soluo?

2. Deseja-se preparar 500 mL de soluo de Na2CO3 10 g/L a partir de uma soluo desse mesmo soluto 50 g/L. Que volume dessa soluo deve ser utilizado e diludo at 500 mL?

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 4 UTILIZANDO A GRANDEZA QUANTIDADE DE MATRIA SITUAO DE APRENDIZAGEM PARA EXPRESSAR A CONCENTRAO DE SOLUES

Outra maneira muito comum de expressar concentrao utilizar a grandeza quantidade de matria, cuja unidade o mol.

Atividade 1 Expressando a concentrao em mol/L1. Suponha que os rtulos de dois frascos contendo solues de concentraes diferentes de sulfato de cobre pentaidratado tenham se soltado. Pela cor das solues pode-se saber qual das duas a mais concentrada. Sua tarefa a de recolocar o devido rtulo em cada um dos frascos. Considere os rtulos:Rtulo 1 CuSO4.5 H2O Concentrao: 0,50 mol/L Rtulo 2 CuSO4.5 H2O Concentrao: 24,95 g/L

a) O que cada rtulo est informando?

b) Para comparar os dois rtulos e decidir qual o da soluo mais concentrada preciso expressar as concentraes das solues na mesma unidade. Para isso necessrio determinar a massa de um mol do sal (massa molar). A partir do clculo da massa molar, expresse as concentraes numa mesma unidade e decida qual dos rtulos deve ser colocado na soluo de cor mais intensa.

rtulo 1 CuSO4.5 H2O g/L 0,50 mol/L ou

rtulo 2 CuSO4.5 H2O 24,95 g/L ou mol/L

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Atividade 2 Aplicando os conceitos de concentraoComparando concentraes de elementos presentes na gua do mar Na gua do mar encontramos sais de sdio, clcio, magnsio e potssio, entre outros, dissolvidos. A tabela a seguir apresenta a concentrao dessas espcies em uma dada gua do mar. Sua tarefa expressar, para cada um dos elementos, a concentrao em mol/L, para que possamos comparar o nmero de partculas de cada um desses elementos presentes nessa gua. Concentrao (mol/L)

Elemento Sdio Magnsio Clcio Potssio

Smbolo do elemento

Concentrao (g/L) 10,5 1,26 0,41 0,39

As massas molares podem ser conhecidas consultando-se a tabela das massas atmicas. Complete a tabela com os smbolos dos elementos. Apresente sua resoluo. Compare o valor obtido com o de outro colega que escolheu o mesmo elemento. O valor obtido igual? Se no, discuta com os colegas os clculos realizados. Coloque o valor calculado na tabela e preencha-a com informaes dos outros grupos. Analisando os dados 1. Qual das espcies apresenta o maior nmero de partculas dissolvidas por litro de gua do mar? 2. Considerando as quantidades dissolvidas e as massas molares, explique os valores das concentraes em mol/L obtidos para o clcio e o potssio. 3. Que quantidade de magnsio deveria estar dissolvida em um litro de gua do mar para que houvesse um nmero de partculas igual ao do sdio nesse volume? 4. Elabore um texto que explique os procedimentos que voc utilizou, suas concluses e quais foram suas aprendizagens.28


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SITUAO DE APRENDIZAGEM 5 OXIGNIO DISSOLVIDO NA GUA UMA SITUAO DE APRENDIZAGEM QUESTO DE QUALIDADE

A presena de gs oxignio dissolvido em corpos dgua , tambm, um parmetro de qualidade dessas guas. Para entender melhor a problemtica associada presena de O2 em lagos, rios, reservatrios etc., vamos fazer um estudo, iniciando pela leitura de dois textos.

Atividade 1 Discutindo a solubilidade do gs oxignio em guaLeitura e Anlise de Textos Texto 1 Pergunta feita por uma pessoa a um consultor especializado Formei uma lagoa e soltei alguns milhares de peixes. Uma parte morreu, e me falaram que era falta de oxignio na gua. Ento, coloquei uma bombinha jogando gua para cima e os peixes pararam de morrer. Necessito de mais esclarecimentos sobre o assunto.Globo Rural, n. 178, ago. 2000.

Texto 2 Calor e baixa oxigenao da gua podem provocar mortandade nos riosMaria Eunice Ribeiro Marcondes e Yvone Mussa Esperidio.

Nos meses de vero, quando o calor intenso, a elevao da temperatura acima de 40 oC tem sido apontada como uma das causas da mortalidade de peixes nas regies afetadas por essa situao climtica. Isso acontece porque, segundo os tcnicos que estudam o assunto, quando a temperatura da gua aumenta muito, os microrganismos aquticos passam a se reproduzir mais rapidamente, o que provoca aumento no consumo de oxignio da gua. Sabe-se que a adequada manuteno da vida aqutica ocorre quando o nvel de oxignio dissolvido por litro de gua varia entre 6 e 9 mg; no entanto, em regies em que a temperatura da gua chega a 40 oC (ou mais), os ndices de oxignio por litro podem cair at a 0,5 mg! Em regies em que os ndices de oxignio caem tanto, os resultados so fatais e se registra uma grande mortandade de peixes, como a ocorrida, em outubro de 2007, no Vale do Rio dos Sinos, em que cerca de 85 toneladas de peixes morreram, vitimados pela baixa oxigenao da gua em funo da elevada temperatura.Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.

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Anlise do grfico 1. Observando o grfico mostrado na figura, o que voc pode concluir a respeito da solubilidade do gs oxignio em gua com o aumento da temperatura?Qumica 2 srie, 1 bimestre

solubilidade (mg/L)

Texto 2 texto adaptado da notcia publicaem uma pgina da internet em 27 dez. 2006.

Solubilidade do oxignio a vrias temperaturas (760 mmHg) 16 12 8 4 0 0 10 20 30 40 50 temperatura (C)Solubilidade do oxignio em gua, a 760 mmHg, a vrias temperaturas.

Calor e falta de chuva podem provocar nova mortandade no Rio dos SinosEugenio Hackbart 27/12/2006

No comeo2.de janeiro o calor segui- de oxignio que se dissolve em 1 litro de gua a uma temperatura Qual a mxima quantidade Dados: solubilidade do oxignio em r muito intenso de alguns dados chegam e 25 C? gua, a 760 mmHg, a vrias temperaturas. a sugerir a possibilidade do calor atingir ou mesmo superar a marca dos 40 C no Vale dos Sinos. Justamente o forte calor foi atribudo como causa para discusso Questo para uma segunda mortandade de peixes ocorrida na primeira Considerando seus conhecimentos e os daConsiderando seus conhecimentos e os dados apresentados, discuta com seus colegas se as quinzena de dezembro dos apresentados, discuta no grupo se as hiConforme tcnicos da Fundao Esnos dois textos podem ter algum fundamento. tadual de Proteo Ambiental (Fepam), o Apresente seus argumentos. genao do Rio dos Sinos. Com a alta temperatura da gua, microorganismos aquticos reproduzem-se com maior rapidez, diminuindo, assim, os ndices de oxignio dissolvidos por litro. Medio nos nveis de oxignio, realizada no dia 17 quando a temperatura atingiu 39,7 C, em So LeoAtividade 2 Interpretando a DBO poldo, e mais de 40 C, no Vale dos Sinos revelava uma 1. Escrevaalarmante. Em um significa a Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO). situao com suas palavras o que ponto da BR-116 foram registrados 0,5 mg de oxignio dissolvidos por litro de gua na localidade de Pesqueiro em Sapucaia do Sul e 0,6 mg/l na foz do Arroio Porto. Foi justamente neste perodo em que ocorreu a 31 segunda mortandade de peixes com nveis de oxigenao semelhantes aos observados durante a situao de emergncia de outubro, quando cerca de 85 toneladas de peixeshipteses apresentadas para a morte dos peixes, nos dois textos, podem ter algum fundamento. pteses apresentadas para a morte dos peixes Apresente, por escrito, seus argumentos.

Conexo Editorial


2. Escreva a seguir a expresso matemtica que representa a DBO.

3. Complete a frase a seguir: Quanto maior for a DBO de uma gua, para que ocorra a transformao dos materiais. ser a quantidade de oxignio necessria

4. Os dados de DBO de algumas fontes de gua esto relacionados a seguir. Analise-os e discuta com seus colegas a possibilidade de apresentarem problemas com relao quantidade de oxignio dissolvido. Explique.

Dados de DBO Nas guas do Riacho dos Macacos, na regio de Juazeiro do Norte, durante o perodo seco, a variao da DBO foi de 89 mg/L a 456 mg/L.Fonte: FRANCA, R. M. Engenharia sanitria ambiental, vol. 11, n. 1. Rio de Janeiro, mar. 2006.

Nas guas do Rio Batalha, a DBO variou de 2 mg/L a 6 mg/L, conforme o ponto de coleta, feita na regio de Bauru.Fonte: CBHTB (Comit da Bacia Hidrogrfica do Tiet/Batalha). Relatrio de situao dos recursos hdricos da UGRHI 16.

Nas guas do Crrego Carajs, houve uma diminuio da DBO de 193 mg/L em set./2004 para 14 mg/L em jan./2006.Fonte: MASSONE, G.; MACHADO, G. Crrego Carajs no Parque da Juventude: despoluio em reas urbanas. Disponvel em: . Acesso em: 9 out. 2009.

Aplicao dos conhecimentos sobre DBOA ureia uma substncia que se forma na decomposio de protenas, estando presente na excreo de mamferos. Sua decomposio na presena de oxignio pode ser descrita pela seguinte equao: CO(NH2)2 + 4 O2 CO2 + 2 NO3 + 2 H+ + H2O

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Suponha que certa fonte de gua recebeu uma quantidade de ureia equivalente a 2,5 g por 100 litros de gua. Sabendo que 1,0 g de ureia consome 2,13 g de oxignio, calcule a DBO desse corpo de gua. Expresse o valor encontrado em mg/L e em ppm.

PESQUISA DE CAMPO Conhecendo as guas da regioNesta pesquisa em grupo procuraremos conhecer melhor os corpos dgua de nossa regio ou das proximidades. Muitas vezes, os corpos dgua so utilizados para lazer, podem ser fonte de alimentos e compem a esttica da paisagem. Assim, a qualidade dessas guas de fundamental importncia para a populao que vive em suas imediaes e que delas se utilizam. O roteiro apresentado a seguir pode orientar a pesquisa do grupo. a) Esboce um mapa da regio, localizando os corpos dgua. b) Escolha um deles para estudo e procure conhecer o tipo de atividade produtiva existente prxima a esse corpo dgua. c) Visite o rgo que tem como uma de suas funes controlar a qualidade das guas (DAE, Secretaria do Meio Ambiente, ETA, Cetesb local etc.) e entreviste as pessoas responsveis por esses controles. Voc pode estabelecer um dilogo por meio de perguntas como: H um padro de qualidade para esse corpo dgua (o que voc escolheu)? So feitas medidas para controlar a DBO? Como isso realizado e com que regularidade? O que os dados dessas medidas tm mostrado? H um controle do tipo de materiais lanados nessas guas? J houve eventos como mortandade de peixes, mau cheiro etc.? O que esse rgo tem feito para esclarecer a populao sobre como evitar possveis problemas de poluio das guas?. d) Entreviste moradores ribeirinhos e pescadores (se houver) procurando saber como se utilizam da gua, se notam problemas, se a quantidade de peixes vem diminuindo e se consideram que a qualidade da gua vem mudando. e) Faa um relatrio escrito com os principais dados coletados, suas anlises e apresente alguma recomendao s pessoas de sua comunidade visando contribuir para a qualidade dos corpos dgua da regio.33


VOC APRENDEU?

H outros gases que se dissolvem em gua? Para responder a essa pergunta, analise os dados que constam na tabela apresentada a seguir e responda s questes. Solubilidade em g CO2/100 mL H2O a 1 atm Temperatura/C 0,33 0 0,23 10 0,17 20 0,13 30 0,10 40 0,06 60

1. Construa um grfico da variao da solubilidade com a temperatura.

Escolha as escalas adequadas e coloque os ttulos e as unidades de cada eixo. 2. A que temperatura a solubilidade do CO2 em gua o dobro do valor apresentado a 40 C? 3. Comparando a solubilidade do CO2 e do O2 em gua numa mesma temperatura, qual dos dois o mais solvel? Explique.

4. Certas substncias ao ser lanadas em um corpo dgua reagem com o gs oxignio dissolvido na gua, ocorrendo a formao de gs carbnico. Discuta se o CO2 formado vai se dissolver nessa gua.

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 6 SITUAO DE APRENDIZAGEM DE SOBREVIVNCIA TRATAMENTO DA GUA: UMA QUESTO

O tratamento da gua para consumo humano de fundamental importncia para a qualidade de vida. Voc j pensou de onde vem a gua que chega sua casa? Como ela tratada de maneira a se tornar adequada para consumo?

PESQUISA INDIVIDUALFaa uma pesquisa em livros didticos de Qumica ou em pginas da internet (por exemplo: portal da Sabesp, portal da Universidade da gua) sobre as etapas do tratamento de gua geralmente empregadas nas Estaes de Tratamento de gua (ETA) do Estado de So Paulo. Elabore um quadro contendo as etapas e suas finalidades. Etapa Finalidade

Neste experimento, voc vai realizar uma simulao do tratamento da gua que acontece numa ETA. 1. Montagem de um dispositivo para a filtrao

Material

2 garrafas plsticas iguais, vazias (de gua mineral de 500 mL); 3 colheres (sopa) de pedras (de aqurio ou de construo) bem lavadas; 4 colheres (sopa) de areia grossa bem lavada; 7 colheres (sopa) de areia fina bem lavada;35


1 colher (sopa) de carvo em p; 1 tesoura; fita adesiva; 2 copos plsticos (de qualquer tipo); 1 colher (sopa).

Procedimento

Corte o fundo da garrafa usando uma tesoura, como na Figura 1. Esta garrafa cortada ser o filtro. Corte as duas extremidades da outra garrafa com a tesoura. Esta parte da garrafa ser o suporte do filtro (Figura 2).

Ilustraes: Claudio Ripinskas

Figura 1 Como cortar o filtro

Figura 2 Como cortar o suporte

Faa um furo na tampa da primeira garrafa usando um prego ou a ponta da tesoura. Junte o filtro e o suporte usando fita adesiva, como na Figura 3.

Figura 3 Como fixar o filtro ao suporte

Coloque 3 colheres de pedras no filtro. Elas serviro para sustentar as outras camadas. Coloque, com cuidado, 4 colheres de areia grossa em cima da camada de pedra. No misture as camadas. Coloque, com cuidado, 7 colheres de areia fina em cima da camada de areia grossa. No misture as camadas.36


Use uma colher para aplainar a camada de areia. Coloque, cuidadosamente, uma colher de carvo em p sobre a camada de areia fina. Seu filtro deve ficar semelhante Figura 4. Adicione, cuidadosamente, um copo de gua no filtro, recolhendo-a no outro copo. Certifique-se de que o carvo no est passando pelo filtro. Caso o carvo esteja saindo com a gua, desmonte todas as camadas, lave os materiais e repita a montagem do filtro. Anote suas observaes.

carvo areia fina areia grossa pedras

Figura 4 Filtro montado

2. Tratamento de gua Materiais

Reagentes

1 peneira plstica (de ch); 1 copo plstico pequeno ( 50 mL); 1 bquer de 50 mL; 1 proveta de 10 mL; 1 conta-gotas; 1 colher de plstico; 1 filtro de areia; tubos de ensaio; 1 estante para tubos de ensaio; 1 esptula plstica pequena; escala do indicador universal verde; indicador universal verde; escala de padres de cloro;

gua; terra; soluo diluda (2% em massa) de gua sanitria (recm-aberta); soluo de sulfato de alumnio 7,5 g/L Al2(SO4)3; suspenso de hidrxido de clcio 3 g/L Ca(OH)2 ou gua de cal; cido actico 4% ou vinagre; soluo de iodeto de potssio 1,8% em massa (KI); amido (maisena).

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Claudio Ripinskas

Para se certificar de que o filtro est limpo, adicione 1 copo de gua da torneira nele, recolhendo-a no outro copo. Caso a gua saia suja, turva ou com pequenas partculas, repita esse procedimento at obter uma gua limpa.


Procedimento a) Peneirao

Coloque cerca de 30mL de gua em um bquer de 50 mL. Acrescente a essa amostra 1 colher de terra e agite. Passe a gua atravs da peneira, recolhendo-a em um copo. Observe o aspecto da gua. Anote o aspecto da gua antes e depois da peneirao.

b) Pr-clorao

Adicione 8 gotas de soluo de gua sanitria gua peneirada. Agite e observe se ocorreram mudanas. Anote suas observaes.

c) Floculao

Adicione gua que est sendo tratada 30 gotas de soluo de sulfato de alumnio e misture com a colher. Agite bem o frasco com a suspenso de hidrxido de clcio e adicione 15 gotas gua peneirada. Misture bem com a colher. Observe o que ocorre, deixando o copo em repouso por alguns minutos. Anote suas observaes.

d) Filtrao

Despeje, cuidadosamente, a gua que estava em repouso no filtro de areia, no deixando cair os resduos que ficaram no fundo do bquer. Recolha a gua filtrada num copo limpo. Observe o aspecto da gua e anote.

e) Verificao do pH

Coloque 10 gotas da gua filtrada em um tubo de ensaio. Adicione 1 gota de indicador universal. Compare com a escala-padro. Anote o valor lido.

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f ) Teste de cloro residual

Mea com a proveta 2,5 mL de gua filtrada e transfira essa gua para um tubo de ensaio. Adicione 15 gotas de vinagre (soluo de cido actico 4%) e agite. Adicione 5 gotas da soluo de iodeto de potssio 1,8% e agite. Acrescente um pouco de amido ao tubo (quantidade suficiente para cobrir a ponta da esptula). Agite bem, aguarde alguns segundos e observe. Compare a cor obtida com a escala de padres de cloro. Anote o resultado.

Questes para anlise do experimento 1. Explique a razo de se verificar o pH da gua no final do tratamento.

2. Explique a razo de se verificar a quantidade de cloro residual.

PESQUISA DE CAMPO Visita estao de tratamento de guaNesta atividade, voc poder conhecer a estao de tratamento de sua cidade ou regio. Para que a visita seja proveitosa, vamos planejar algumas atividades. Em uma conversa com seu grupo ou com toda a classe, elabore um roteiro, escrevendo, a seguir, as decises tomadas. Roteiro de visita ETA a) Objetivos:39


b) Locais a ser visitados:

c) Entrevistar: Sim Tcnico qumico Administrador Operadores do sistema Pessoal da limpeza Outros (especificar) d) Perguntas a ser feitas para os entrevistados: No

e) Tarefas da equipe e de cada componente:

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Elabore, de acordo com as orientaes de seu professor, um relato do trabalho que seu grupo realizou (relatrio, cartaz, apresentao oral etc.). Questo para discusso Suponha que voc v participar de uma discusso sobre os usos e a preservao da gua e pretenda defender o uso consciente e responsvel da gua tratada. Com base em seus conhecimentos, explicite suas ideias sobre o que seria o uso consciente e apresente os argumentos que voc utilizaria para defend-las.

APRENDENDO A APRENDERObservando as guas de uma regio, e levando em conta o que voc aprendeu sobre a gua, possvel colocar esse conhecimento em ao. Procure conhecer, por exemplo, as diferentes fontes de gua da regio onde voc mora, o uso que a populao faz dela, como feito o tratamento da gua de abastecimento, se h fontes de poluio da gua etc.

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 7 AS QUANTIDADES EM TRANSFORMAES QUE SITUAO DE APRENDIZAGEM IMPORTANTE OCORREM EM SOLUO: UM CLCULO NO TRATAMENTO DA GUA

Em uma estao de tratamento, importante que se empreguem quantidades adequadas dos materiais utilizados. Nesta atividade vamos estudar como se pode calcular a quantidade dos reagentes envolvidos na etapa da floculao. Em uma estao de tratamento como a de Rio Claro (Sabesp) so produzidos 4 mil litros de gua tratada por segundo. Como se pode calcular as quantidades de sulfato de alumnio e de xido de clcio a ser empregadas? Vamos supor que nessa ETA seja utilizada soluo 20 ppm de sulfato de alumnio. Qual a quantidade necessria desse sal e de CaO para tratar a quantidade de gua produzida em apenas 1 segundo? E em 1 hora? Participe da resoluo desse problema, registrando seus clculos e os raciocnios utilizados. 1. Escreva as equaes qumicas que representam as transformaes em estudo.

2. Calculando as massas dos reagentes: a) Expresse a concentrao ppm em massa por volume (g/L) 20 ppm de Al2(SO4)3. Considere a densidade da soluo igual a 1,0 g/cm3 a 25 oC.

b) Calcule a massa de sulfato de alumnio necessria para tratar 4 000 L de gua.

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3. Calculando a massa de hidrxido de clcio que reage com essa massa de sulfato de alumnio: Dados: Al = 27 g/mol; S = 32 g/mol; O = 16 g/mol; H = 1 g/mol. a) Calcule a massa molar do sulfato de alumnio e do hidrxido de clcio. Massa molar: Al2(SO4)3 = Ca(OH)2 =

b) Preencha a tabela. Al2(SO4)3 Quantidade em mol Massa dessa quantidade (g) Massas que reagem (g) Massa de Ca(OH)2 calculada para tratar 4 000 litros de gua: 1 mol de partculas 3 Ca(OH)2 3 mol de partculas

4. Calculando a massa dos reagentes para o volume de gua tratada em uma hora. a) Calcule o volume de gua que tratado em 1 hora.

b) Calcule as quantidades de sulfato de alumnio e de hidrxido de clcio necessrias para tratar esse volume de gua.

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5. Supondo que a ETA utilize no tratamento uma soluo de 0,30 mol/L de sulfato de alumnio: a) D o significado de 0,30 mol/L.

b) Calcule o volume dessa soluo necessria para a floculao do volume de gua tratada por segundo.

A reao entre carbonato de clcio e solues cidas um processo importante, pois pode ser utilizada para controlar a acidez de meios aquosos e de solos. A equao que representa essa transformao : CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CO2(g) + H2O(l) + CaCl2(aq) Tem-se um recipiente com 50 litros de soluo aquosa de cido clordrico 0,40 mol/L. Qual a massa mnima de carbonato de clcio necessria para reagir com todo esse cido? Para auxiliar na resoluo desse exerccio, algumas questes so apresentadas. 1. O que a leitura da equao mostra em relao s propores? 2. necessrio calcular a massa molar dos reagentes? 3. O que significa 0,40 mol/L? 4. Seria interessante calcular a massa de carbonato que reage com 1 litro da soluo de cido? Ou calcular a quantidade de cido em 50 litros da soluo? Apresente seu raciocnio.44


Resoluo

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SITUAO DE APRENDIZAGEM 8 SITUAO DE APRENDIZAGEM PODEMOS COMO O SER HUMANO UTILIZA A GUA? INTERFERIR NOS MODOS COMO A SOCIEDADE VEM UTILIZANDO A GUA?

Para conhecer mais sobre a qualidade da gua e sua importncia para a vida, e para que voc possa refletir e tomar suas prprias decises sobre essa questo, so sugeridos alguns textos para leitura. Escolha um deles, de acordo com a orientao de seu professor, leia-o, elabore um resumo com as principais ideias tratadas e com suas opinies e prepare uma apresentao para seus colegas. Sugestes de textos: Sobre a responsabilidade no cuidado da gua

Captulos II e III do anexo Portaria 518 (maro de 2004). Disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009. A gesto das guas nos sistemas urbanos, de J. G. Tundisi, em gua hoje e sempre: consumo sustentvel, SEESP, 2004, p. 208-209.45


guas para diversos fins: critrios de qualidade

Captulo IV do anexo Portaria 518 (maro de 2004). Disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009. Poluio vs. tratamento de gua: duas faces de uma mesma moeda. Artigo publicado na revista Qumica Nova na Escola, n. 10, 1999. Disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009. Preservao da gua: controles e atitudes necessrias

Contaminao por mercrio e o caso da Amaznia. Artigo publicado na revista Qumica Nova na Escola, n. 12, 2000. Consta na coleo Explorando o Ensino, v. 5, Qumica, 2006, MEC. Disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009.

VOC APRENDEU? 1. (Fuvest 1992) A concentrao do elemento flor (fluoreto) em uma gua de uso domstico de 5.105 mol/L. Se uma pessoa tomar 3 litros dessa gua por dia, ao fim de um dia a massa de fluoreto que essa pessoa ter ingerido, em miligramas, ser igual a: a) 0,9 b) 1,3 c) 2,8 d) 5,7 e) 15

2. O soro caseiro recomendado para evitar a desidratao infantil consiste em uma soluo aquosa de cloreto de sdio (3,5 g/L) e de sacarose (11,0 g/L). a) Qual a concentrao, em mol/L do cloreto de sdio nesta soluo? (massa molar NaCl = 58,5 g/mol) b) Sabendo que a sacarose um acar constitudo de carbono, hidrognio e oxignio, podendo ser representado pela frmula C12H22O11, e cuja massa molar 342 g/mol, a concentrao em mol/L de sacarose no soro caseiro maior, igual ou menor do que a do NaCl?* 3. (Fuvest 1999) Um rio nasce numa regio no poluda e atravessa uma cidade com atividades industriais, onde recebe esgoto e outros efluentes, e depois desemboca no mar aps percorrer regies no poluidoras. Qual dos grficos abaixo mostra o que acontece com a concentrao do oxignio (O2) dissolvido na gua, em funo da distncia percorrida desde a nascente? Considere que o teor de oxignio no ar e a temperatura sejam praticamente constantes em todo o percurso.* O enunciado e o item a da questo foram extrados da Comvest/Vestibular Unicamp 1992. O item b foi elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.

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nascente cidade distncia

mar

nascente nascente di di

conc. O2

conc. O2 2 conc. O2

a)

a

Qumica - 2 srie - Volume 1

d) b)

e) e)

nascente cidade distncia

mar

nascente nascente cidade mar mar nascente cidade cidade mar distncia distncia distncia

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nascente nascente di di

conc. O2

conc O2 conc.. O22

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a)

d)

nascente cidade mar distncia nascente cidade mar distncia

nascente cidade mar nascente cidade mar mar nascente cidade nascente nascente cidade mar mar nascente cidade cidade mar distncia distncia distncia cidade distncia distncia distncia nascente nascente cidade mar mar distncia distncia

-

conc. nc2. O2 oO 2

-

b)

e) e)

te cidade distncia

mar

nascente cidade mar nascente cidade mar mar nascentedistncia cidade mar cidade nascente distncia distncia distncia

nascente cidade mar nascente cidade mar mar cidade nascente distncia distncia distncia cidade nascente nascente cidade mar mar distncia distncia

c)

te cidade distncia

mar

nascente cidade mar Diferentes utilizaes da gua nascente cidade mar mar nascentedistncia cidade mar cidade nascente distncia distncia distncia Setores Consumo em bilhes gua no restituda com

conc. O2

4. (Comvest/Vestibular Unicamp 1999)c) e) e)

conc. nc2. O2 oO 2

conc. O2 2

conc. O2

b) d)

e) e) c)

conc O2 conc.. O22

conc. O2 2

a)

-

d) b)

e) e) c)

de m3/ano 200 710 2 300 3 210

qualidade para o consumo em bilhes de m3/ano 40 60 1700 1800

Coletividades (gua potvel)mar

te cidade distncia

Indstrias e energia Agricultura Total

Adaptado de: MARGAT, Jean-Franois. A gua, ameaada pelas atividades humanas. In: Wikowski, N. (Coord.). Cincia e Tecnologia Hoje. So Paulo: Ensaio, 1994. p.57-59.

De acordo com a tabela acima, mais da metade do volume de gua utilizado pelo homem no restituda com qualidade para o consumo humano. a) Explique por que isso ocorre. b) Cite duas causas e duas consequncias do aumento mundial do consumo de gua doce. c) Cite duas medidas que podem ser tomadas para um uso mais racional da gua doce do planeta, discutindo suas vantagens e desvantagens.47

conc. O2 2 conc. O2


5. Aos refrigerantes do tipo cola adicionado cido fosfrico em uma concentrao de 0,6 g/L de refrigerante. O valor mximo recomendado de ingesto diria de cido fosfrico de 5 mg/kg de peso corporal. Considerando que a capacidade de uma latinha de 350 mL, o nmero mximo de latinhas desses refrigerantes que uma pessoa de 42 kg pode ingerir por dia : a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

gua hoje e sempre: consumo sustentvel. So Paulo: SEE/CENP, 2004. Esta obra apresenta textos para ampliar os conhecimentos e reflexes sobre a gua. Tambm est disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009. (Clique em Rede do Saber e depois em gua.) Qumica e sobrevivncia: hidrosfera, fonte de materiais. So Paulo: Edusp, 2005. Este livro, que faz parte da seleo de livros da SEE/SP, trata de vrias propriedades da gua, de suas modificaes causadas pela presena de materiais dissolvidos. Apresenta, ainda, informaes sobre o ciclo hidrolgico, poluio e tratamento. SABESP. Disponvel em: . Acesso em: 13 out. 2009. Apresenta duas sesses interessantes: gua, em que apresentado o tratamento da gua, e Sabesp ensina, com matrias que podem ampliar o conhecimento sobre esse tema.

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2010 volume 1 cadernodoaluno quimica ensinomedio 2aserie caderno do aluno

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