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EDM0432 – Metodologia do ensino de Química

1 CABUM! Explodiu, e agora?

Minicurso

CABUM! Explodiu, e agora?

São Paulo

2016

ELABORAÇÃO:

Evandro Ivanov

Laís de Stefano Ortunho

Laura Mortara

Samuel Vanique

ORIENTAÇÃO:

Prof. Dr. Marcelo Giordan

Aluno: Série:



Sumário

Aula 1 – Para começar........................................................................................ 3

Aula 2 – Diferentes discursos... .......................................................................... 5

Aula 3 – Os combustíveis ................................................................................. 10

Aula 4 – Incêndio no tanque de combustíveis .................................................. 14

Aula 5 – A indústria Cloro-Álcali .................................................................... 19

Aula 6 – Produtos da indústria cloro-álcalis ...................................................... 25

Aula 7 – Preparação Para o Debate .................................................................. 33

Aula 8 – Debate e Finalização .......................................................................... 39



Aula 1 – Para começar...

Atividade 1 – Vamos interagir!

Vamos passar algum tempo juntas/os nada mais justo que

nos conhecermos, não?!

Realizaremos uma brincadeira para integrar a sala e

conhecer os alunos! Retire um pedaço de papel do bolo e responda a

pergunta em voz alta!

Atividade 2 – O que você sabe sobre ciência?

Que tal nos contar um pouco o que você sabe sobre o que é

ciência? Para que ela serve afinal? Quais os usos que podem ser feitos

dela?

Ao final da oficina mostraremos uma nuvem de palavras com as quais

vocês mais escreveram aparecerão em destaque!

Para isso utilize a folha em anexo ao final da apostila para escrever o seu texto.

Anotações

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Atividade 3 – CABUM! Explodiu: Os acidentes ocorridos.

Anotações sobre o vídeo

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Atividade 4 – Afinal, o que foram os acidentes?

Vamos completar a tabela abaixo juntos!

Acidentes Substâncias

envolvidas

Consequências a

curto prazo

Consequências a

longo prazo

2015

2016



Aula 2 – Diferentes discursos...

Atividade 1 – Análises dos discursos

Você já parou pra pensar que uma mesma notícia pode ser vista de

várias formas diferentes? Que dependendo do meio de comunicação

elas podem até se contradizer? Portanto, devemos saber como analisar

o que está sendo descrito na notícia e, para isso, propomos ajuda-los

com mecanismos de mapeamento de argumentos e análise de discursos

contidos em Textos de Divulgação Científica!

Para uma melhor aprendizagem sugerimos que vocês completem com palavras chaves

os esquemas que estão nos slides e reproduzidos abaixo:

Imagem 1: Esquema de análise de TDC proposto por Ferreira e Queiroz (2011)

Fonte: FATARELI, E. F. et al; Mapeamento de Textos de Divulgação Científica para Planejamento de Debates no Ensino de

Química. Elton Fabrino Fatareli, Luciana Massi, Luciana Nobre de Abreu Ferreira e Salete Linhares Queiroz. Química Nova na

Escola Vol. 37, Nº 1, p. 12. São Paulo: SP, Fevereiro de 2015. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_1/04-EA-19-14.pdf> Acesso: 28 ago 2016.



Imagem 2: Esquema de disputa proposto por Piassi e Pietrocola (2007)

Fonte: FATARELI, E. F. et al; Mapeamento de Textos de Divulgação Científica para Planejamento de Debates no Ensino de

Química. Elton Fabrino Fatareli, Luciana Massi, Luciana Nobre de Abreu Ferreira e Salete Linhares Queiroz. Química Nova na Escola Vol. 37, Nº 1, p. 12. São Paulo: SP, Fevereiro de 2015. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_1/04-EA-19-

14.pdf> Acesso: 28 ago 2016.

Anotações

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Atividade 2 – Vamos ler um pouco?

Agora que aprendemos como mapear o discurso de um TDC vamos praticar

um pouco! Para isso façam a leitura dos textos abaixo e completem a tabela destinada

para cada texto.



TEXTO 1

“O que é, e qual a importância, da fumaça do litoral paulista?

O incêndio no Guarujá causou uma fumaça que atingiu três municípios da região

Se você passou pelo litoral paulista entre ontem (14) e hoje (15), é provável

que tenha avistado uma imensa cortina de fumaça. Também há grandes possibilidades

de que algumas pessoas que cruzaram seu caminho estivessem nitidamente passando

mal. Não era a produção de nenhum filme ou novela. Eram 20 toneladas de ácido

dicloroisocianúrico sendo queimadas no porto de Santos, no Guarujá.

Não é à toa que aparece "cloro" no nome do produto incendiado. A substância

é a utilizada para produzir o pó que, misturado com a água, serve para a limpeza de

piscinas. E é justamente a reação do produto com o liquido que pode ter causado tudo

isso. O ponto é que o ácido em questão reage de forma efervescente, ao entrar em

contato com a água. A hipótese sustentada pela Companhia Ambiental do Estado de

São Paulo (CETESB) é que o contêiner que levava o carregamento de dicloro estava

com algum tipo de problema de vedação. Choveu, a água entrou, a substância reagiu

com o liquido e produziu uma reação exotérmica (onde há geração de calor), a caixa

esquentou e as sacas começaram a pegar fogo, outros contêineres (com produtos ainda

desconhecidos pelo Corpo de Bombeiros) foram atingidos assim surgiu a fumaça -

tóxica.

Espessa por conta de suas toxinas, especialmente o ácido dicloro, os que

passavam pela fumaça começavam a sentir efeitos na hora. E se engana quem pensa que

foram poucos. A fumaça atingiu três cidades (Santos, Guarujá e Cubatão), e mais de

140 pessoas da região procuraram hospitais. As reclamações se repetiam: problemas

respiratórios, náuseas, dores de cabeça e sintomas como irritações na garganta, olhos e

pele. Nesses últimos casos vale ressaltar que, apesar do instinto natural ser molhar as

partes do corpo que estão gerando incomodo, aqui vale mais a pena se controlar um

pouco lembrar as aulinhas de química. Se você colocar água, o cloro vai encarar a

região como um lugar mais do que propicio para reagir e, infelizmente, as coisas só vão

piorar. O mesmo vale em usar pano molhados para tentar cobrir o rosto. É melhor que

os pedaços de tecido estejam secos.

O outro problema que a fumaça pode causar talvez seja o pior deles, e só

descobriremos a longo prazo. Ainda não se sabe quais as consequências que a fumaça



pode trazer para o ambiente da região. A CETESB anunciou que só analisará os danos

após o término de todos os trabalhos dos bombeiros. Por enquanto, a única notificação

dada é a de que não foram encontrados animais marinhos mortos nos entornos. O

Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA)

também afirmou que está acompanhando o caso e sugeriu que caminhões suguem águas

contaminadas na região, antes que elas prejudiquem a vida marítima.”

GERMANO, F. O que é, e qual a importância, da fumaça do litoral paulista? - O incêndio no Guarujá

causou uma fumaça que atingiu três municípios da região. Felipe Germano. Super Interessante.

15/01/2016. Disponível em <http://super.abril.com.br/ciencia/o-que-e-e-qual-a-importancia-da-fumaca-

do-litoral-paulista>. Acesso: 28 ago. 2016. 15:30

TEXTO 2

“Há previsão de chuva ácida por conta do incêndio, afirma instituto

Apesar do nome, chuva ácida não vai causar queimaduras, garante meteorologista

As mensagens que circulam nas redes sociais sobre os riscos da chuva tóxica

para a saúde da população têm fundamento. O meteorologista Alexandre do

Nascimento, do instituto Climatempo, garantiu nesse sábado (4) que as toxinas liberadas

pela queima de combustível nos tanques da Ultracargo podem produzir chuva ácida.



Diante da previsão de uma frente fria para a região, neste domingo (5), com

possibilidade de chuva moderada, o conselho do meteorologista é o de que a população

evite se expor. “Apesar do nome, a chuva ácida não vai causar queimaduras, mas como

não sabemos seus efeitos ainda, melhor evitá-la”.

Ele também alerta que, quanto mais fina a chuva, pior o seu impacto na

natureza. “Numa garoa, a concentração de poluentes em cada gota é maior, causando a

chuva ácida. Na chuva mais forte, a concentração de toxinas é menor em gotas maiores,

causando um impacto menor”.

Nascimento prevê pancadas mais fortes de chuva já a partir do meio-dia de

hoje. “O choque da frente fria com o calor que faz na região poderá provocar uma chuva

mais pesada, podendo lavar a atmosfera das toxinas liberadas pela fumaça”, diz.

Porém, o meteorologista reconhece que não há meios da fumaça não impactar

no meio ambiente. “A qualidade do ar na região está muito ruim. O dano está feito”.

Composição da chuva ácida

Preocupados com a alta concentração de componentes tóxicos na atmosfera, a

equipe do Climatempo postou em seu site a explicação do especialista em poluição

atmosférica Ivan Heten sobre como a composição da chuva ácida: “o dióxido de

enxofre, emitido pela queima de óleos e combustíveis ricos em enxofre (derivados do

petróleo), próximo à superfície reage rapidamente para formar o trióxido de enxofre,

que em presença de água irá formar o ácido sulfúrico”.



CAFIERO, C. “Há previsão de chuva ácida por conta do incêndio, afirma instituto. - Apesar do

nome, chuva ácida não vai causar queimaduras, garante meteorologista. Carlota Cafiero. Portal A

Tribuna 05/04/2015 - 09:15 - Atualizado em 05/04/2015 - 09:26 Disponível em

<http://www.atribuna.com.br/noticias/noticias-detalhe/cidades/ha-previsao-de-chuva-acida-por-conta-

do-incendio-afirma-instituto/?cHash=a07f5e803a8cd8c0a355fcb443199f86> Acesso: 26 ago. 2016,

16:30

Atividade 3 – O que foi analisado?

Analisamos e fizemos o mapeamento de dois TDC, vamos ver o que cada

grupo analisou e anotar as discussões efetuadas?

Anotações

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Aula 3 – Os combustíveis

Atividade 1 – Introdução aos combustíveis

O professor apresentará alguns conceitos básicos que envolvem o estudo dos

combustíveis.

Combustível é qualquer substância química cuja reação com oxigênio seja rápida e

libere grandes quantidades de calor, ou seja, qualquer substância inflamável. Essa

reação entre o combustível e o oxigênio é chamada de combustão, e pode ser completa,

quando todos os átomos do combustível chegam ao estado máximo de oxidação, ou

incompleta, em que isso não ocorre. Isso significa que a combustão completa de

hidrocarbonetos e compostos orgânicos oxigenados sempre produzirá gás carbônico

(CO2) e água (H2O), enquanto sua combustão incompleta é mais difícil de prever, pois



produz monóxido de carbono (CO) e carbono inorgânico elementar (fuligem). A reação

de combustão completa do etanol é dada por:

C2H5OH(aq) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(g)

A quantidade de calor liberada varia de combustível para combustível e é dada pela

variação de entalpia do sistema, que depende da estrutura química e do estado físico

dos produtos e reagentes. O cálculo dessa quantidade faz parte da série de conteúdos

chamada termoquímica.

Termoquímica

A termodinâmica estuda as transferências de energia entre um sistema e sua

vizinhança. A entalpia (H) é a energia potencial armazenada em um sistema, que é

transferida para a vizinhança na forma de calor quando ocorre uma transformação

química ou mudança de estado físico. No caso da combustão de etanol, isso pode ser

representado da seguinte forma:

A variação de entalpia é a diferença entre a entalpia final (Hfinal) e da entalpia

inicial (Hinicial):

∆𝐻 = 𝐻𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐻𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

Sistema

Sistema

Vizinhança Vizinhança

Calor

Hinicial

Hfinal

< Hinicial



Portanto, se a entalpia final do sistema for menor do que a inicial, como no caso

das reações de combustão, o sinal de ΔH será negativo. A esse tipo de reação é dado o

nome de exotérmica, ou seja, que libera calor.

Atividade 2 – Experimento: Poder Calorífico de Combustíveis

Agora faremos um experimento para calcular e comparar os valores aproximados do

poder calorífico de dois combustíveis diferentes. Os materiais e procedimento estão

abaixo, mas antes, o professor apresentará um colóquio sobre o experimento. Aproveite

o roteiro para anotar informações importantes e comentários sobre o procedimento, se

necessário.

Objetivos:

Reconhecer que diferentes combustíveis produzem diferentes quantidades de

energia. Calcular o poder calorífico do etanol e do querosene pela aproximação da

quantidade de energia absorvida pela água.

Introdução:

A principal característica de qualquer combustível é gerar calor. Esta

propriedade é chamada de Poder Calorífico, a qual é definida pela quantidade de energia

térmica produzida na queima de 1 kg (combustíveis sólidos) ou 1 L (combustíveis

líquidos ou gasosos) de combustível.

Não é possível medir diretamente essa quantidade de calor desprendida, mas este

calor provoca um aquecimento num certo sistema conhecido (recipiente calorimétrico) e

fornece uma diferença de temperatura na água nele contida (∆T). As massas inicial e

final do combustível são pesadas, e pela diferença, determina-se a massa de combustível

consumida (M). Uma aproximação do valor do poder calorífico (PC) poderá ser

calculada somente a partir da quantidade de energia absorvida pela água (Q),

desprezando a energia total produzida que é dissipada também aquecendo o ar e o

recipiente, por exemplo.

Sendo Q a quantidade de energia absorvida pela água, m a quantidade de massa

de água aquecida, c o calor específico da água (1 cal/ g °C), ∆T a variação de

temperatura e M a massa de combustível consumida, tem-se:



Q = m.c.∆T eq. (1)

PC = Q / M eq. (2)

Materiais e reagentes:

4 latas de alumínio;

Suporte universal com duas garras, uma pequena, e outra grande;

Lamparina com etanol;

Lamparina com querosene;

Lamparina com diesel;

Lamparina com gasolina;

Proveta;

Fósforo;

Termômetro;

Balança digital;

Água.

Procedimento:

1. Monte o suporte universal e prenda a lata com a garra grande;

2. Adicione 100 mL de água na proveta e transfira para a lata de alumínio;

3. Prenda o termômetro na garra pequena e ajuste a altura para que o bulbo fique

mergulhado na água e não encoste o fundo da lata;

4. Depois de alguns segundos, anote a temperatura inicial da água;

5. Meça e anote a massa inicial da lamparina com o etanol;

6. Coloque a lamparina com etanol na base do suporte universal e ajuste a altura da

argola para que a lata fique bem próxima da lamparina;

7. Ajuste novamente a garra para que o bulbo do termômetro fique mergulhado na

água e não encoste o fundo da lata;

8. Acenda a lamparina com o fósforo (CUIDADO!);

9. Espere até que a temperatura da água chegue a 90ºC;

10. Apague a lamparina, meça e anote sua massa final;

11. Repita o procedimento para a lamparina com querosene, diesel e gasolina utilizando

as outras latas de alumínio e outros 100 mL de água.



Combustível Temp. Inicial Temp. Final Massa inicial Massa final

Atividade 2 – Cálculo de Poder Calorífico

Nessa atividade o professor irá apresentar as etapas para o cálculo dos valores

aproximados de poder calorífico. Utilize os dados obtidos em seu experimento e o

espaço abaixo para a realização dos cálculos. Faça outras anotações, se necessário.

Combustível ΔT Δ m Calor

envolvido

Poder calorífico

Anotações

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Aula 4 – Incêndio no tanque de combustíveis

Atividade 1 – Situação Problema – A gasolina está alterada?

Vamos agora exercitar o cérebro. Apresentamos abaixo uma situação problema. Tente

resolvê-la com seus conhecimentos e os conhecimentos adquiridos nessa aula.

Atividade:

Um homem está dirigindo para levar seu filho à escola e de repente seu carro começa a

perder o torque. Não entende o porquê, pois havia acabado de completar o tanque de

combustível. Seu filho, já na escola, pergunta ao professor de química por que isso

aconteceu após colocar o combustível. O professor responde que há várias

possibilidades e uma delas possa ser que a gasolina contenha mais álcool que o

permitido pela legislação (20 a 24%). A pedido do professor, no dia seguinte, o aluno

levou uma amostra da gasolina para um experimento teste. O experimento consistia em

colocar 50 mL da amostra de gasolina em uma proveta de 100 mL e em seguida,

completa-la com mais 50 mL de água. Agitou-se e, após a separação de fases, observou-

se 34 mL da fase superior (gasolina) e 66 mL da fase inferior (água + álcool).

a) Calcule a porcentagem de álcool contida na amostra de gasolina. Essa porcentagem

está dentro do que é permitido pela legislação?

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b) Se o álcool também é combustível, por que o carro ficou falhando? (Utilize a tabela

abaixo e os conceitos trabalhados nessa aula para responder a pergunta)

Combustível Poder Calorífico (kcal/kg)

Gasolina isenta de álcool 11.220

Gasolina com 20% de álcool 9.700

Etanol 7.090

Álcool combustível 6.507

Metanol 5.311

Fonte: Interações e transformações, Química para 2º grau – GEPEQ

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Atividade 2 – Mais sobre combustíveis

Quando falamos sobre combustíveis geralmente incluímos no assunto a

sustentabilidade de cada material. Para isso, precisamos falar sobre os produtos

gerados na queima de cada combustível, e comparar com a quantidade de calor

gerado, e ai sim podemos falar sobre os melhores combustíveis.

A seguir, temos uma imagem para usar de comparação:



http://www.ubrabio.com.br/1891/noticias/estudodaubrabiocomparaprecoesustentabilidadedecombustiveis

_227906

É bastante fácil fazer essa comparação, basta calcularmos, pela estequiometria

de reação, quanto de CO2 é gerado comparando-se quantidades iguais.

Vamos calcular, por exemplo, a quantidade de CO2 gerada por 1g de gasolina,

e comparar com etanol:

Gasolina:

Considerando gasolina somente octano:

C8H18 + 25/2 O2 ----> 8CO2 + 9H2O

MM C8H18 = 12*8+18*1= 114g/mol

1 g de gasolina ----------------------------- x mols

114g ---------------------------------------------1 mol

X = 0,0088 mols

1 mol de C8H18 ---------------------------- 8 mols de CO2

0,0088 mols------------------------------------y

Y=0,0704 mols de CO2



Etanol:

C2H5OH + 3O2 2 CO2 + 3 H2O

MM C2H5OH = 12*2+1*6+16*1= 46 g/mol

1 g de etanol----------------------------- x mols

46g ---------------------------------------------1 mol

X = 0,022 mols

1 mol de C2H5OH ---------------------------- 2 mols de CO2

0,022 mols------------------------------------y

Y=0,0435 mols de CO2

Atividade 3 – Situação problema 2

Vamos exercitar?

Considerando que cada um dos seis tanques tinha capacidade para 34 mil metros

cúbicos de combustível, e estavam cheios de etanol, cuja densidade 790 kg/m³, calcule:

a) A quantidade de água que poderia ser aquecida de 25 a 75ºC, com o calor liberado

pela queima de todo o combustível.

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b) A massa de CO2(g) que foi liberada no processo.

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Aula 5 – A indústria Cloro-Álcali

Atividade 1 – Apresentação

Um dos vídeos apresentados na primeira aula fala sobre o vazamento do ácido

dicloroisocianúrico, uma molécula clorada. Vários outros compostos da grande

importância são moléculas cloradas. Mas como o cloro é gerado na indústria

química? Geramos o cloro a partir do sal comum, NaCl, em um tipo de indústria

denominada Cloro-Álcalis. Mas qual o processo de produção do cloro? Vamos

apresentar slides sobre a Indústria Cloro-Álcali, e em seguida faremos um

experimento do processo de produção em pequena escala.

Vamos apresentar alguns indicadores sobre as indústrias brasileiras e sua

produção em 2014. O texto abaixo foi retirado do relatório anual da abiclor,

associação das indústrias cloro-álcali.

“Segurança no Transporte de Produtos do setor cloro-álcalis

Há 17 anos, a Abiclor realiza o encontro anual dos transportadores onde são

discutidas as melhores técnicas e práticas para a segurança no transporte dos

produtos do setor.

O indicador a seguir demonstra o esforço que as empresas do setor têm

dispendido para a redução de acidentes verificados no transporte de cloro,



soda e derivados. Nos últimos anos, o setor diminuiu consideravelmente a sua

taxa de frequência de acidentes.”

Frequência de acidentes por 10.000 viagens

“Em 2013, para a produção de 1.247,9 mil toneladas de cloro, foram utilizados

4.005,7 GWh de energia elétrica ou 3,2MWh por tonelada de cloro produzido.

O outro importante insumo utilizado na produção do setor de cloro-álcalis é o

sal, que pode ser de origem marinha ou salgema. Em 2013, foram utilizadas

2.381,4 mil toneladas de sal na produção do setor. 61% foram provenientes

das minas (salgema), consumo específico de 2,2 e 39% do mar (marinho),

consumo específico de 1,7.

Os gráficos a seguir mostram a evolução do consumo específico de energia

(MWh por tonelada) e sal (t/t) pelo setor cloro-álcalis nos últimos anos.”

Energia elétrica - consumo específico (base cloro)



Sal marinho e salgema - consumos específicos

Retirado de: http://www.abiclor.com.br/relatorio2014/soda-caustica.html

O processo de produção de cloro e soda é pela eletrólise da salmoura. Vamos

ver como isso acontece?

A célula da eletrólise está representada a seguir:

A eletrólise é uma reação de oxirredução não espontânea, que acontece com

ajuda de uma bateria.

Você sabe o que é uma reação de oxirredução?



Reações de oxirredução são reações de transferência de elétrons entre duas

substâncias. O caso mais comum de oxirredução que conhecemos, é o

processo do ferro sendo oxidado, que chamamos de enferrujamento.

Eletrólise é uma reação não espontânea provocada pelo fornecimento de

energia elétrica, proveniente de um gerador (pilhas).

O polo negativo da pilha (-) fornece elétrons para que a reação aconteça.

Cátions, positivos, são atraídos pelo polo negativo, e são reduzidos. Ânions são

atraídos pelo lado positivo e oxidam.

Em soluções aquosas, temos que lembrar da presença da água, que pode

sofrer redução ou oxidação:

A reação de oxidação e redução que vai acontecer depende da tendência da

espécie reduzir ou oxidar. A ordem de preferência para a reação de oxidação é:

Ânions Oxigenados < H2O < ânions não-oxigenados < halogênios, e para a

redução: Alcalinos, Alcalinos Terrosos e Al3+ < H2O < demais cátions.



Fonte: http://educacao.globo.com/quimica/assunto/eletroquimica/eletrolise.html

O processo de eletrólise da indústria Cloro-Álcali é feito em uma solução de sal

(NaCl) em água. Então, temos um cátion, Na+, um ânion, Cl- e a H2O.

NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq)

Que espécie vai oxidar? Que espécie vai reduzir? O que vai ser formado nesse

processo? Tente escrever aqui!

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Equações da eletrólise:

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Agora faremos um experimento para reproduzir em escala laboratorial o processo de

produção de cloro da indústria cloro-Álcali. Os materiais e procedimento estão abaixo.

Vamos ler o material antes de começar?

Atividade 2 – Experimento: Eletrólise da Salmoura

Materiais e reagentes:

2 béqueres 50mL;

1 béquer 250mL;

Tubo de vidro em “U”;

Algodão;

Conta gotas;

Carregador de celular ligado a eletrodos de grafite;

Água potável;

Indicador;

Colher;

Caneta de vidro;

Sal de cozinha;

2 tubos de ensaio;

Amido sólido;

Solução de iodeto de potássio 1,8%;

Vinagre;

Solução de água sanitária 2%.

Procedimento:

Adicione aproximadamente 100 mL de água no béquer de 250 mL, com 3 colheres de

sal. Agite até dissolver todo o sal. Numere os béqueres pequenos, 1 e 2. Adicione 30

mL da salmoura em cada um dos béqueres.



Ponte salina:

Preencha o tubo em U com a salmoura. Tampe as extremidades do tubo com algodão,

com cuidado com as bolhas. Para isso, umedeça o algodão antes de utiliza-lo. Coloque a

ponte salina nos béqueres.

Adicione 10 gotas de indicador universal no béquer 1. Agora é a vez de colocar os

eletrodos. Coloque o polo negativo no béquer 1 e positivo no béquer 2. Deixe o sistema

funcionando em repouso por cerca de 5 minutos.

Teste para a presença de cloro:

Em um dos tubos de ensaio, adicione 2 mL de água, 5 gotas de iodeto, 10 gotas de

vinagre incolor, 1 ponta de espátula de amido, e a solução de água sanitária. Observe.

Agora repita o procedimento, usando ao invés da água sanitária, o conteúdo do béquer

2. Procure pegar a solução próxima ao eletrodo de grafite.

Aula 6 – Produtos da indústria cloro-álcalis

Atividade 1 – Questionário

Responda em grupos o questionário a seguir, com base no que foi observado no

experimento e na apresentação do professor.

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Questionário sobre o experimento: Eletrólise da Salmoura

O béquer 1 está representado abaixo.



Quais as espécies presentes nesse béquer? Represente-as dentro do próprio béquer. Qual

a reação de oxirredução que aconteceu nesse béquer? É uma reação de oxidação ou

redução? Escreva abaixo.

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O béquer 2 está representado abaixo.

Quais as espécies presentes nesse béquer? Represente-as dentro do próprio béquer. Qual

a reação de oxirredução que aconteceu nesse béquer? É uma reação de oxidação ou

redução? Escreva abaixo.

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Qual a reação global do processo?

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Atividade 2 – Quantidades de produtos

Na indústria é muito importante saber a quantidade de matéria-prima que será

necessário comprar e qual será seu rendimento. Visto que a eletrólise é um processo

muito utilizado na indústria, principalmente no que diz respeito à produção de

substâncias simples que servem de matérias-primas e para a purificação de metais; os



aspectos quantitativos relacionados a esse processo tornam-se, então, de extrema

necessidade.

Um cientista que contribuiu muito para isso foi o físico-químico Michael Faraday

(1791-1867). Ele realizou uma série de experimentos e percebeu que quando uma

corrente elétrica (eletrólise) passa em uma solução de determinado metal, os íons desse

metal se depositam no fundo do recipiente.

Desse modo, ele concluiu que a massa de uma substância transformada ou formada por

eletrólise é diretamente proporcional à quantidade de carga elétrica do sistema.

Isso significa que quanto maior for a intensidade da corrente elétrica dispensada na

eletrólise, maior será a quantidade formada de massa do produto.

A fórmula em que se calcula essa carga elétrica (Q) é muito usada na Física:

Q= i * t

Onde:

i = corrente elétrica, sendo sua unidade o ampère (A)

t = tempo de passagem da corrente em segundos (s)

A unidade usada para a carga elétrica é o coulomb (C).

Na eletrólise, os coeficientes das semirreações nos ajudam nos cálculos. Por exemplo,

na eletrólise do NaCl (Cloreto de sódio ou sal de cozinha) são necessários 2 elétrons

para se produzir 1 Cl2:

2 Cl- → Cl2 + 2e-

Mas quanto vale cada elétron? O cientista norte-americano Robert Andrews Millikan

(1868-1953) descobriu qual é a carga fundamental de 1 elétron: 1,6 . 10-19 C. Pelo

Número de Avogadro, 1 mol corresponde a 6,02 . 1023 elétrons. Assim, para descobrir a

carga que 1 mol de elétrons carrega é só multiplicar esses dois números:

(1,6x10-19) x (6x10-23) = 96500 C = 1 faraday

Esse valor passou a ser chamado de Constante de Faraday ou Unidade Faraday (1 F).



Assim, no caso citado do cloro, visto que são dois mols de elétrons necessários para

produzir um mol de Cloro, a carga (Q) será de 2 F ou 193 000 C (2 x

96500C=193000C).

A corrente elétrica necessária para produzir 1 mol de cloro no tempo de 1 minuto (60 s)

será de aproximadamente 3216,67 A, conforme os cálculos abaixo:

I = Q/t → i = 193000 C/60 s → i = 3216,67 A

Agora vamos tentar calcular!

Com uma corrente de 1000A, quanto tempo é necessário para produzir 1t de cloro?

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E para produzir o dobro de cloro?

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Atividade 3 – Os produtos da eletrólise

Mas quais são os produtos gerados? O que podemos fazer com o cloro e com

a soda? Abaixo reproduzimos um texto também da abiclor sobre os produtos

da indústria, o cloro e a soda.



Cloro

Fonte: http://www.abiclor.com.br/a-industria-no-brasil/cloro-no-cotidiano/

O cloro é produzido pela passagem de uma corrente elétrica através de uma

solução de salmoura (sal comum dissolvido em água). Este processo é

chamado de eletrólise. Os subprodutos gerados são a soda cáustica (hidróxido

de sódio ou NaOH) e o hidrogênio (H2). Para cada tonelada de cloro, são

produzidas 1,1 toneladas de soda cáustica e 0,03% toneladas de hidrogênio.

São três as tecnologias de produção de cloro: células de diafragma, células de

membrana e células de mercúrio.

No Brasil, a tecnologia mais utilizada pelo setor de cloro e soda é a de

diafragma, que corresponde a 63% da capacidade instalada, sendo 9%

diafragma sem asbestos e 54% com crisotila. Em seguida vem a tecnologia de

membrana (23%) e a de mercúrio (14%).

Principais Aplicações

PVC

A principal aplicação industrial do cloro é na fabricação de PVC (cloreto de

polivinila), um plástico muito importante, que é utilizado em escala industrial

desde 1930. Feito a partir de sal (57%) e óleo (43%), o PVC é um material

sustentável, menos dependente do petróleo do que qualquer outro

termoplástico. Devido à sua natureza versátil, tem aplicações industriais e

comerciais nas áreas de construção civil, medicina, alimentos (insumo para a



produção de embalagens), calçados, brinquedos, fios e cabos, revestimentos e

outros. Como isolante térmico é muito utilizado em janelas, portas e forros.

Medicina

O cloro está presente em 85% dos medicamentos, seja em sua formulação

final ou como parte do processo de produção, incluindo os remédios para

tratamento de AIDS, alergias, artrite, câncer, depressão, diabetes, doenças

cardíacas, infecções, pneumonia, hipertensão. Além disso, o cloro ajuda a

proteger os pacientes de infecções hospitalares (limpar e desinfetar áreas de

trabalho e matar bactérias que podem viver em sistemas de ar condicionado do

hospital).

Produção de alimentos

O cloro está presente na composição de 96% dos produtos químicos

empregados para proteger as plantações agrícolas. No preparo dos alimentos

comerciais, produtos à base de cloro são usados para eliminar bactérias de

origem alimentar, tais como Salmonella, Escherichia coli e Campylobacter, na

higienização das embalagens para manter os alimentos seguros e frescos, na

preparação de molhos e geleias e para realçar o sabor dos alimentos.

Soda Cáustica

A soda cáustica é obtida por eletrólise da salmoura (solução concentrada de

cloreto de sódio em água) livre de impurezas que prejudicam sensivelmente a

eficiência e o rendimento do processo produtivo. Independentemente do

processo, a soda cáustica apresenta-se sob a forma de solução aquosa,

límpida, contendo cerca de 50% de hidróxido de sódio (NaOH) em peso,

comercializada na forma a granel e transportada em carros-tanque e vagões

ferroviários.

É um reagente essencial para a produção de diversos produtos químicos

orgânicos. Entre as principais aplicações está o branqueamento de papel e

celulose, além de ser amplamente utilizada na indústria química e

petroquímica, metalurgia (produção de alumina para a indústria do alumínio),



sabão e detergentes, indústria têxtil e de alimentos. De origem natural, tem

relevante papel na prevenção à poluição e no tratamento de efluentes,

viabilizando diversos processos industriais.

No processo da eletrólise, a soda cáustica é co-produzida numa proporção fixa

de 1 tonelada de cloro e 1,13 toneladas de soda cáustica. Utilizada numa

grande variedade de aplicações industriais, a soda cáustica é muito valorizada

pelo seu poder neutralizador e também porque ajuda a controlar e remediar a

poluição ácida do meio ambiente. Por isso é usada em vários processos para

controlar a acidez, neutralizar os rejeitos ácidos e para a lavagem de gases.

Fonte: http://www.abiclor.com.br/a-industria-no-brasil/soda-caustica/

Principais aplicações

Controle da poluição

Por sua propriedade alcalina, a soda cáustica é o oposto químico dos ácidos e

por isso consegue neutralizá-los. A reação de neutralização produz a água e o

sal. Lavadores de gases são dispositivos para o controle da poluição do ar,

projetados para utilizar as propriedades alcalinas da soda cáustica. Tais



sistemas neutralizam as emissões de gases ácidos de chaminés, contribuindo

assim para tornar o meio ambiente mais limpo e livre de poluição.

Além disso, as instalações de galvanização de metal geram efluentes contendo

concentrações de metais pesados dissolvidos que terão que ser removidos

antes dos efluentes serem descarregados nos esgotos municipais ou nos

corpos d’água receptores. Normalmente, pode-se obter isso adicionando um

produto químico alcalino do tipo soda cáustica aos efluentes. Os hidróxidos de

metais insolúveis formados pela reação da soda cáustica com os metais dos

efluentes são fisicamente removidos, como parte do processo de pré-

tratamento dos efluentes.

A soda cáustica também pode ser usada para neutralizar a drenagem ácida

das minas, um dos principais perigos ambientais. Durante o trabalho

de mineração, se o ar e a água entram em contato com minerais recentemente

extraídos que contém enxofre, estes se oxidam rapidamente e liberam uma

determinada quantidade de acidez, metais e outros componentes químicos

prejudiciais ao meio ambiente. A soda cáustica é especialmente eficiente em

neutralizar fluxos baixos de drenagem ácida das minas localizadas em locais

remotos, e também tratar os fluxos que apresentam um alto teor em manganês.

Limpeza

A soda cáustica desempenha um papel importante na fabricação de sabão em

pó, sabão em barra e detergentes, sendo que uma quantidade significativa vem

sendo usada na produção de sabões industriais e sabões especiais. Os países

em desenvolvimento apresentam demanda significativa de soda cáustica, pois

o sabão em barra costuma ser usado exclusivamente para a lavagem de

roupas e para a higiene pessoal. Os sabões especiais incluem os sabões para

limpeza de fornos e de equipamentos para a preparação de alimentos,

detergentes mais potentes para lavadoras de pratos, limpeza de pisos, limpeza

de metais, removedores de tinta e muitos outros usos.

Retirado de: http://www.abiclor.com.br/a-industria-no-brasil/soda-caustica/



Ácido dicloroisocianúrico

É principalmente usado como um desinfetante, biocida, desodorante e

detergente industrial. É encontrado em alguns tabletes ou filtros para

purificação de água. É mais eficiente que o desinfetante de água antigamente

usado halazona. Nestas aplicações, é uma fonte de lenta liberação de cloro em

baixas concentrações a uma taxa relativamente constante. Como um

desinfetante, é usado para esterilizar água potável, piscinas, instrumentos de

cozinha e ar, na luta contra as doenças infecciosas como rotina de

desinfecção.

Aula 7 – Preparação Para o Debate

Atividade 1 – Leitura: Mais informações sobre o acidente

Vamos ler o texto a seguir, que contém algumas informações importantes sobre os

acidentes.

Impactos ambientais e sociais dos acidentes de 2015 e 2016 no Porto de Santos

Os acidentes

O porto de Santos é ponto estratégico do ponto de vista econômico dado seu tamanho

e localização. Ele foi palco de dois acidentes ambientais de grandes proporções nos anos

de 2015 e 2016. Ambos atingiram reservatórios de produtos químicos das empresas

Ultracargo e Localfrio, respectivamente. O primeiro envolvendo tanques de combustível

(gasolina e etanol), e o segundo, 12 tanques de ácido dicloroisocianúrico.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Desinfetante

https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Biocida&action=edit&redlink=1

https://pt.wikipedia.org/wiki/Desodorante

https://pt.wikipedia.org/wiki/Detergente

https://pt.wikipedia.org/wiki/Purifica%C3%A7%C3%A3o_de_%C3%A1gua

https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Halazona&action=edit&redlink=1

https://pt.wikipedia.org/wiki/Cloro

https://pt.wikipedia.org/wiki/Esteriliza%C3%A7%C3%A3o



Tanto os impactos ambientais provocados quanto à estratégia para combate ao

incêndio empregada pelo corpo de bombeiros e pela defesa civil dependeram da

natureza química dos produtos armazenados e das dimensões do acidente. O acidente da

Ultracargo envolveu maior quantidade de produtos e afetou uma área muito maior do

porto e da cidade de Santos. Por outro lado, o acidente da Localfrio provocou

vazamento de produtos de maior toxicidade.

Os impactos

Do ponto de vista da saúde da população, os maiores danos foram provocados por

inalação da fumaça, com aumento da ocorrência de atendimentos por problemas

respiratórios. Três dias depois do incêndio da Ultracargo, a Companhia Ambiental do

Estado de São Paulo (Cetesb) realizou medidas no bairro do Bom Retiro, três dias

depois do acidente e classificou a qualidade do ar como boa. Embora a poluição

atmosférica possa produzir graves danos imediatos, tende a não produzir efeitos

duradouros. A poluição de corpos hídricos da região, por outro lado, provocou impactos

sociais e ambientais mais severos e duradouros, como a morte de peixes em corpos

hídricos da região, como denunciado pela ONG Instituto Ecofaxina. A ocorrida atinge

não apenas o ecossistema aquático, mas também o sustento de famílias que dependem

da pesca, como os habitantes da vila dos pescadores, em Cubatão, vizinhos do mangue

afetado. Laudos posteriores mostram que as mortes não foram provocadas por produtos

vazados ou produzidos pelo incêndio, mas pelo aumento da temperatura da água, que,

além de ser superior à tolerada pelos organismos aquáticos, promoveu diminuição da

concentração de oxigênio dissolvido. Deve-se mencionar ainda a contaminação por

derivados da espuma utilizada para apagar o fogo.

No caso da Localfrio, os produtos gasosos emitidos na atmosfera podem afetar

gravemente olhos, mucosas e pulmão, consequentemente, os efeitos imediatos foram

mais perceptíveis pela população. A fumaça atingiu, principalmente, o distrito de

Vicente de Carvalho, e pacientes internados no Pronto Socorro do local tiveram que ser

transferidos para a UPA de Boa Esperança. Ademais, ao menos 52 pessoas procuraram

ajuda média em função da ardência nos olhos ou desconforto respiratório. De acordo

com reportagem do Valor Econômico:

“O gabinete de gestão de crise da Prefeitura de Guarujá, que reúne agentes da Defesa

Civil Estadual, Corpo de Bombeiros, Exército, e secretarias de Saúde, Meio Ambiente,



Governo e Defesa Social, orienta as pessoas que moram em um raio de até 100 metros

do terminal a deixarem o local.”

Quanto aos impactos mais a longo prazo, há a preocupação com a acidificação

das chuvas e seu consequente efeito sobre a vegetação local.

Fatalidade ou irresponsabilidade?

O engenheiro Celso Atienza, ex-presidente da Associação Brasileira de Engenheiros

de Segurança do Trabalho (Apaest) comentou o acidente da Ultracargo pouco tempo

depois da ocorrência e apontou falhas na engenharia de segurança. Segundo Atienza, o

desastre teve tanta proporção por uma sucessão de erros que levaram a empresa a

ignorar não um, mas diversos fatores – O projeto deveria prever a possibilidade de

vazamento de materiais inflamáveis, garantir maior distância entre os tanques de

combustível e prever um plano de emergência que respondesse a qualquer ocorrência

com maior agilidade e materiais mais adequados.

O presidente da Associação Brasileira dos Terminais Retroportuários e das

Transportadoras de Contêineres (ABTTC), Martim Aron, comentou no jornal A Tribuna

sobre o ocorrido na Localfrio. Ele acredita que o acidente poderia ter sido evitado se a

empresa se adequasse ao rigor que o gerenciamento de riscos exige, de acordo com ele,

“...nós somos mais reativos do que preventivos. O que precisa acontecer é a prevenção

rápida e o isolamento seja suficiente para o alastramento”. O consultor portuário Sérgio

Aquino critica a falta de transparência da Localfrio em relação às medidas usadas para

prevenção e combate a acidentes.

As consequências legais

As empresas Ultracargo e Localfrio foram multadas pela Cetesb em, respectivamente,

22,5 milhões e 10 milhões de reais. O instrumento legal utilizado para a aplicação das

multas foi o decreto federal 6514 de 2007, que determina as sanções por condutas por

parte de pessoas físicas ou jurídicas que impactem danos ao meio ambiente. O artigo 61

trata de danos provocados por poluição que afetem a saúde humana ou provoquem

mortandade de animais e destruição da biodiversidade. As empresas foram multadas por

tornar áreas impróprias para habitação humana, provocar emissão atmosférica que

implique a retirada de habitantes da região por risco de danos respiratórios e, no caso da

Ultracargo, por provocar a morte de animais no entorno do acidente.



Para a análise do texto, utilize-se da análise 2 apresentada na segunda aula do

curso:

Atividade 3 – Divisão em grupos

Agora precisamos dividir a sala em grupos para organizar o debate. Serão três grupos: a

defesa, a acusação e a banca. A divisão será aleatória.

Atividade 4 – Material de apoio e preparação para o

debate

Como já mencionamos, o tema do debate será a presença de indústrias e armazenamento

de produtos químicos em áreas residenciais, tomando como exemplo o caso dos

acidentes no porto de Santos – Um dos grupos deverá tomar posição a favor, outro

contra e o terceiro grupo mediará o debate e dará uma posição final.

Para elaborar argumentos para cada uma das posições ou realizar uma mediação mais

fundamentada, propomos que cada um dos grupos se prepare respondendo às seguintes

questões:

1) Discuta a importância social e econômica da presença do complexo industrial no

porto de Santos.



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2) Na sua opinião, quais são as vantagens e desvantagens de ter desenvolvimento

industrial próximo a áreas residenciais?

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Atividade 1 – Realização do debate

Mas afinal, como vai acontecer o debate? Preste atenção às seguintes instruções:

Organização geral

1 – Falas iniciais: O primeiro grupo a falar será definido por sorteio. Cada grupo terá 5

minutos para fazer uma exposição inicial, apresentando os argumentos que sustentam a

posição. Durante as apresentações, os membros da banca deverão organizar perguntas a

ser realizadas a cada um dos grupos. A banca poderá ser dividida em subgrupos

menores dependendo da quantidade de perguntas.

2 – Sabatina da banca: Cada membro ou subgrupo da banca terá, então, 30 segundos

para perguntar algo para um dos grupos, definido por sorteio. O grupo terá um minuto

para responder e o outro grupo terá um minuto para comentar a resposta.

3 – Sabatina entre grupos: Nessa etapa, cada grupo terá 30 segundos para realizar

perguntas para o grupo adversário, seguidos por um minuto de resposta e um minuto de

réplica.



4 – Posição da banca: A seguir, a banca terá dez minutos para se reunir e emitir uma

posição final sobre a questão. É necessário que os membros da banca tenham atitude

construtiva e apontem os principais elementos que levaram à decisão tomada.

Penalidades

1 – Respeito ao tempo: Caso um dos grupos ultrapasse o tempo determinado para uma

pergunta ou resposta, a banca poderá aplicar uma penalidade, descontando tempo de

uma etapa posterior.

2 – Direito de resposta: Caso o membro de um dos grupos se sinta pessoalmente

ofendido por declaração de um dos membros do grupo adversário, poderá solicitar

direito de resposta à banca, que tomará a decisão de conceder ou não.

3 – Respeito e honestidade: A qualquer momento, a banca poderá aplicar penalidades

por posturas consideradas desonestas ou desrespeitosas por qualquer integrante dos

grupos debatedores.

Utilize esse espaço para elaborar seus argumentos:

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Aula 8 – Debate e Finalização Propostas contra:

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Propostas a favor:

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Banca:

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Atividade 2– Finalização do minicurso

Agradecemos a presença! Espero que tenham gostado! Preparamos um questionário

para saber sua opinião sobre o minicurso! Por favor, responda e entregue.

Você achou a temática interessante?

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Você gostou dos conteúdos tratados no minicurso?

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Você já sabia alguma coisa sobre eletrólise? E sobre os combustíveis?

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Você gostou do experimento da eletrólise? E do experimento dos combustíveis?

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O que você achou do debate?

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Tem algum comentário e sugestão?

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Obrigada!



Suas concepções sobre ciência...

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cabum! explodiu, e agora? - laboratório de pesquisa em ...edm0432 – metodologia do ensino de...

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