quÍmica -...

Nome:

Escola:

3a SÉRIEENSINO MÉDIOVolume 2

QUÍMICACiências da Natureza

CADERNO DO PROFESSOR

MATERIAL DE APOIO AOCURRÍCULO DO ESTADO DE SÃO PAULO

CADERNO DO PROFESSOR

QUÍMICAENSINO MÉDIO

3a SÉRIEVOLUME 2

Nova edição

2014-2017

GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO

SECRETARIA DA EDUCAÇÃO

São Paulo

Governo do Estado de São Paulo

Governador

Geraldo Alckmin

Vice-Governador

Guilherme Afif Domingos

Secretário da Educação

Herman Voorwald

Secretária-Adjunta

Cleide Bauab Eid Bochixio

Chefe de Gabinete

Fernando Padula Novaes

Subsecretária de Articulação Regional

Rosania Morales Morroni

Coordenadora da Escola de Formação e Aperfeiçoamento dos Professores – EFAP

Silvia Andrade da Cunha Galletta

Coordenadora de Gestão da Educação Básica

Maria Elizabete da Costa

Coordenadora de Gestão de Recursos Humanos

Cleide Bauab Eid Bochixio

Coordenadora de Informação, Monitoramento e Avaliação

Educacional

Ione Cristina Ribeiro de Assunção

Coordenadora de Infraestrutura e Serviços Escolares

Dione Whitehurst Di Pietro

Coordenadora de Orçamento e Finanças

Claudia Chiaroni Afuso

Presidente da Fundação para o Desenvolvimento da Educação – FDE

Barjas Negri

Senhoras e senhores docentes,

A Secretaria da Educação do Estado de São Paulo sente-se honrada em tê-los como colabo-

radores nesta nova edição do Caderno do Professor, realizada a partir dos estudos e análises que

permitiram consolidar a articulação do currículo proposto com aquele em ação nas salas de aula

de todo o Estado de São Paulo. Para isso, o trabalho realizado em parceria com os PCNP e com

os professores da rede de ensino tem sido basal para o aprofundamento analítico e crítico da abor-

dagem dos materiais de apoio ao currículo. Essa ação, efetivada por meio do programa Educação

— Compromisso de São Paulo, é de fundamental importância para a Pasta, que despende, neste

programa, seus maiores esforços ao intensificar ações de avaliação e monitoramento da utilização

dos diferentes materiais de apoio à implementação do currículo e ao empregar o Caderno nas ações

de formação de professores e gestores da rede de ensino. Além disso, firma seu dever com a busca

por uma educação paulista de qualidade ao promover estudos sobre os impactos gerados pelo uso

do material do São Paulo Faz Escola nos resultados da rede, por meio do Saresp e do Ideb.

Enfim, o Caderno do Professor, criado pelo programa São Paulo Faz Escola, apresenta orien-

tações didático-pedagógicas e traz como base o conteúdo do Currículo Oficial do Estado de São

Paulo, que pode ser utilizado como complemento à Matriz Curricular. Observem que as atividades

ora propostas podem ser complementadas por outras que julgarem pertinentes ou necessárias,

dependendo do seu planejamento e da adequação da proposta de ensino deste material à realidade

da sua escola e de seus alunos. O Caderno tem a proposição de apoiá-los no planejamento de suas

aulas para que explorem em seus alunos as competências e habilidades necessárias que comportam

a construção do saber e a apropriação dos conteúdos das disciplinas, além de permitir uma avalia-

ção constante, por parte dos docentes, das práticas metodológicas em sala de aula, objetivando a

diversificação do ensino e a melhoria da qualidade do fazer pedagógico.

Revigoram-se assim os esforços desta Secretaria no sentido de apoiá-los e mobilizá-los em seu

trabalho e esperamos que o Caderno, ora apresentado, contribua para valorizar o ofício de ensinar

e elevar nossos discentes à categoria de protagonistas de sua história.

Contamos com nosso Magistério para a efetiva, contínua e renovada implementação do currículo.

Bom trabalho!

Herman Voorwald

Secretário da Educação do Estado de São Paulo

Os materiais de apoio à implementação

do Currículo do Estado de São Paulo

são oferecidos a gestores, professores e alunos

da rede estadual de ensino desde 2008, quando

foram originalmente editados os Cadernos

do Professor. Desde então, novos materiais

foram publicados, entre os quais os Cadernos

do Aluno, elaborados pela primeira vez

em 2009.

Na nova edição 2014-2017, os Cadernos do

Professor e do Aluno foram reestruturados para

atender às sugestões e demandas dos professo-

res da rede estadual de ensino paulista, de modo

a ampliar as conexões entre as orientações ofe-

recidas aos docentes e o conjunto de atividades

propostas aos estudantes. Agora organizados

em dois volumes semestrais para cada série/

ano do Ensino Fundamental – Anos Finais e

série do Ensino Médio, esses materiais foram re-

vistos de modo a ampliar a autonomia docente

no planejamento do trabalho com os conteúdos

e habilidades propostos no Currículo Oficial

de São Paulo e contribuir ainda mais com as

ações em sala de aula, oferecendo novas orien-

tações para o desenvolvimento das Situações de

Aprendizagem.

Para tanto, as diversas equipes curricula-

res da Coordenadoria de Gestão da Educação

Básica (CGEB) da Secretaria da Educação do

Estado de São Paulo reorganizaram os Cader-

nos do Professor, tendo em vista as seguintes

finalidades:

incorporar todas as atividades presentes

nos Cadernos do Aluno, considerando

também os textos e imagens, sempre que

possível na mesma ordem;

orientar possibilidades de extrapolação

dos conteúdos oferecidos nos Cadernos do

Aluno, inclusive com sugestão de novas ati-

vidades;

apresentar as respostas ou expectativas

de aprendizagem para cada atividade pre-

sente nos Cadernos do Aluno – gabarito

que, nas demais edições, esteve disponível

somente na internet.

Esse processo de compatibilização buscou

respeitar as características e especificidades de

cada disciplina, a fim de preservar a identidade

de cada área do saber e o movimento metodo-

lógico proposto. Assim, além de reproduzir as

atividades conforme aparecem nos Cadernos

do Aluno, algumas disciplinas optaram por des-

crever a atividade e apresentar orientações mais

detalhadas para sua aplicação, como também in-

cluir o ícone ou o nome da seção no Caderno do

Professor (uma estratégia editorial para facilitar

a identificação da orientação de cada atividade).

A incorporação das respostas também res-

peitou a natureza de cada disciplina. Por isso,

elas podem tanto ser apresentadas diretamente

após as atividades reproduzidas nos Cadernos

do Professor quanto ao final dos Cadernos, no

Gabarito. Quando incluídas junto das ativida-

des, elas aparecem destacadas.

A NOVA EDIÇÃO

Leitura e análise

Lição de casa

Pesquisa em grupo

Pesquisa de

campo

Aprendendo a

aprender

Roteiro de

experimentação

Pesquisa individual

Apreciação

Você aprendeu?

O que penso

sobre arte?

Ação expressiva

!?

Situated learning

Homework

Learn to learn

Além dessas alterações, os Cadernos do

Professor e do Aluno também foram anali-

sados pelas equipes curriculares da CGEB

com o objetivo de atualizar dados, exemplos,

situações e imagens em todas as disciplinas,

possibilitando que os conteúdos do Currículo

continuem a ser abordados de maneira próxi-

ma ao cotidiano dos alunos e às necessidades

de aprendizagem colocadas pelo mundo con-

temporâneo.

Para saber mais

Para começo de

conversa

Seções e ícones

SUMÁRIO

Orientação sobre os conteúdos do volume 7

Situações de Aprendizagem 10

Situação de Aprendizagem 1 – A biosfera como fonte de materiais úteis ao ser humano 10

Situação de Aprendizagem 2 – Composição, processamento e usos do petróleo, do gás natural e do carvão mineral 12

Situação de Aprendizagem 3 – Composição, processamento e usos da biomassa 41

Situação de Aprendizagem 4 – A biosfera como fonte de alimentos para o ser humano 47

Situação de Aprendizagem 5 – Desequilíbrios ambientais causados pela introdução de materiais na atmosfera 62

Situação de Aprendizagem 6 – Poluição das águas: conhecendo para saber analisar e agir 81

Situação de Aprendizagem 7 – Perturbações na biosfera 96

Situação de Aprendizagem 8 – Contribuições para a diminuição da poluição no planeta 111

Propostas de Situação de Recuperação 117

Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreensão do tema 118

Considerações finais 121

Quadro de conteúdos do Ensino Médio 122

ORIENTAÇÃO SOBRE OS CONTEÚDOS DO VOLUME

Neste volume, o foco do estudo recairá

sobre a biosfera enquanto fonte de materiais

úteis para a sobrevivência do ser humano.

Biosfera é a região do planeta Terra onde exis-

te vida. Dada a diversidade de materiais que o

ser humano extrai da biosfera (e consideran-

do o tempo disponível nas aulas), optou-se

aqui por estudar o petróleo, o gás natural e

o carvão mineral – obtidos de vegetais e ani-

mais fossilizados –, a biomassa como fonte de

energia e os componentes principais da ali-

mentação humana: proteínas, lipídios e car-

boidratos obtidos de vegetais e animais.

O estudo dos processos a que são sub-

metidos o petróleo, o carvão mineral e o gás

natural retomará conhecimentos sobre as pro-

priedades físicas dos compostos de carbono já

estudados na 2a série do Ensino Médio. Essas

propriedades serão usadas para diferenciar os

compostos e possibilitar a comparação entre

suas estruturas e nomes.

Pesquisas sobre a biomassa permitirão

aos alunos reconhecer transformações quími-

cas envolvidas em processos alternativos de

obtenção de energia e refletir sobre as poten-

cialidades desses recursos e suas aplicações

tecnológicas e de interesse social.

A análise de rótulos de diferentes alimen-

tos industrializados permitirá o reconheci-

mento de diferenças nas suas composições,

relacionando-as, primeiro, com propriedades

organolépticas comuns presentes em cada um

dos grupos estudados (carboidratos, lipídios

e proteínas). Em um segundo momento, será

feito o estudo da estrutura dos compostos

pertencentes a cada um dos grupos e o reco-

nhecimento de suas funções orgânicas.

Além disso, os alunos poderão usar os

conhecimentos químicos já aprendidos ao

longo das três séries do Ensino Médio para

entender melhor alguns problemas relaciona-

dos à poluição, causados pela intervenção do

ser humano no ambiente ao extrair recursos,

transformá-los, utilizá-los e descartar os resí-

duos. Essas ações afetam os equilíbrios bio-

geoquímicos que sustentam a vida no planeta.

São sugeridas, então, atividades que permi-

tem a compreensão e a discussão de alguns

desequilíbrios ambientais.

Serão retomados e ampliados conhecimen-

tos referentes a alguns desequilíbrios ambien-

tais causados pela introdução dos gases SO2,

CO2 e NOx, seus tempos de permanência, suas

solubilidades e seus efeitos, bem como possíveis

mudanças climáticas a eles associadas. Serão

discutidas também as relações entre as concen-

trações de poluentes atmosféricos e os riscos à

saúde, a poluição das águas por esgotos domés-

ticos e seu processo de tratamento e os efeitos

que os íons fosfato podem causar no meio aquá-

tico. Propõe-se, ainda, uma reflexão sobre o des-

carte de plásticos, assim como um estudo sobre

os problemas causados pelo uso de pesticidas.

7

Química – 3a série – Volume 2

Você pode se sentir livre para decidir

com que profundidade vai desenvolver cada

Situação de Aprendizagem com seus alu-

nos. Explicações químicas mais detalhadas

são fornecidas para melhor subsidiar seu

trabalho.

As estratégias propostas ao longo das

Situações de Aprendizagem – pesquisas, aná-

lises de tabelas, leituras de textos e discussões,

entre outras – buscam permitir aos alunos

desenvolver competências e habilidades como:

entender que, com base na nomenclatu-

ra atualmente utilizada para representar

compostos orgânicos, é possível construir

suas estruturas moleculares e que estas

oferecem pistas sobre as propriedades –

tais como temperaturas de fusão e de ebu-

lição – e as reatividades dos compostos em

questão;

compreender que, na Química Orgânica,

fórmulas moleculares oferecem poucas

informações sobre os compostos, dada a

possibilidade de existência de isomeria;

construir e aplicar conceitos da área da

Biologia – como metabolismo e nutrição

– e da área da Física – como ondas, pola-

rização da luz e imagens reais – para reco-

nhecer isômeros ópticos;

aplicar conhecimentos das áreas da

Matemática e da Geografia para avaliar

a importância da jazida de petróleo e gás

natural da Bacia de Santos;

selecionar, organizar, relacionar e inter-

pretar dados e informações de textos,

tabelas e infográficos sobre combustíveis

fósseis brutos – como o petróleo e o carvão

mineral – para compreender os processos

de separação e de refino;

relacionar as propriedades das substân-

cias constituintes dos combustíveis fósseis

com seus usos e processos de separação,

retomando conhecimentos aprendidos em

outros momentos, tais como forças inter-

moleculares e destilação fracionada;

relacionar as informações apresentadas em

rótulos de alimentos com as funções orgâ-

nicas e suas representações estruturais;

recorrer aos conhecimentos adquiridos

sobre as transformações químicas envol-

vidas em processos atualmente utilizados

para a obtenção de combustíveis a par-

tir da biomassa e, também, recorrer aos

conhecimentos pesquisados e discutidos

com os colegas sobre os impactos ambien-

tais causados por esses processos para ava-

liar a importância dessa fonte de energia

na melhoria da qualidade de vida indivi-

dual e coletiva;

reconhecer a biosfera como fonte de mate-

riais úteis ao ser humano;

dominar o uso das linguagens química,

matemática e de outras áreas do conheci-

mento para obter informações e descrever

problemas relacionados com a extração, o

8

processamento, o uso e o descarte de subs-

tâncias, a fim de avaliar seus impactos na

atmosfera, na hidrosfera e na biosfera;

construir e aplicar conceitos das várias

áreas do conhecimento para a compreen-

são de fenômenos decorrentes de processos

naturais e tecnológicos, discutindo possí-

veis alternativas de soluções para preservar

a vida no planeta;

selecionar, organizar, relacionar e inter-

pretar dados e informações contidos em

tabelas, gráficos e textos científicos para

enfrentar situações-problema, como a ela-

boração de uma proposta experimental de

separação de plásticos, usando para isso

dados relativos às densidades;

relacionar informações e conhecimentos

disponíveis sobre poluição do ar, das águas

e do solo a processos naturais – tais como

alterações climáticas, efeito estufa, aque-

cimento global, destruição da camada de

ozônio e outros – para construir argumen-

tações consistentes;

recorrer aos conhecimentos desenvolvidos

durante as aulas para saber fazer escolhas

de consumo conscientes, defendê-las e dis-

cuti-las na comunidade.

O desenvolvimento das Situações de

Aprendizagem apresenta questões abertas,

interpretação de textos, gráficos, tabelas e

representações químicas. As atividades reali-

zadas ao longo do Caderno permitem a você,

professor, o acompanhamento da aprendiza-

gem de conteúdos específicos da Química e o

desenvolvimento do conjunto de competên-

cias e habilidades aqui descritas.

Metodologias e estratégias

Continuando com o propósito de favorecer a

participação efetiva dos estudantes na constru-

ção de seu conhecimento e no desenvolvimento

de competências relacionadas ao aprimoramen-

to de sua cidadania, neste Caderno, como em

todos os outros, procurou-se desenvolver o estu-

do de maneira a organizar e valorizar o que eles

já conhecem do mundo físico. Para isso, foram

relembrados os ciclos do carbono, do oxigê-

nio, do enxofre e da água, para que neles pudes-

sem ser explicitados os impactos causados por

atividades humanas. Pesquisas sobre alguns

impactos já estudados anteriormente, tanto

em anotações de sala de aula quanto em livros

didáticos, são propostas como auxiliares na

organização e no aprofundamento dos conhe-

cimentos. Aulas expositivo-dialogadas, discus-

sões entre pares, em grupos e com toda a classe,

assim como seminários e simulações, são pro-

postos para que os alunos desenvolvam compe-

tências relativas à comunicação e à expressão,

focalizando aspectos argumentativos.

Avaliação

Propõe-se que os alunos sejam avaliados

por sua participação em sala de aula, pela qua-

lidade, consistência, clareza e objetividade de

seus argumentos e pela execução das tarefas

solicitadas.

9


SITUAÇÕES DE APRENDIZAGEM

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1A BIOSFERA COMO FONTE DE MATERIAIS ÚTEIS

AO SER HUMANO

Conteúdos e temas: materiais extraídos de recursos animais ou vegetais e de animais e vegetais fossilizados.

Competências e habilidades: reconhecer e valorizar a biosfera como fonte de materiais úteis para o ser humano; conhecer alguns usos cotidianos e algumas aplicações industriais desses materiais.

Sugestão de estratégias de ensino: discussão em grupos desencadeada por associação de palavras.

Sugestão de recursos: artigos de jornais ou revistas.

Sugestão de avaliação: participação e envolvimento nas atividades desenvolvidas.

Esta primeira Situação de Aprendizagem

tem por objetivo problematizar o estudo da

biosfera enquanto fonte de materiais úteis ao

ser humano. Para tanto, procurou-se criar

situações que permitam aos alunos orga-

nizar os conhecimentos e as vivências que já

possuem sobre os produtos provenientes da

biosfera, que são utilizados por eles direta ou

indiretamente, e estabelecer uma ponte entre

esses conhecimentos e os que serão estuda-

dos neste volume. Os alunos terão a oportu-

nidade de reconhecer que o ser humano extrai

materiais da biosfera e desenvolve processos

para utilizá-los, bem como observar a impor-

tância desses materiais na vida cotidiana. A

discussão pretende organizar as informações

que eles já possuem sobre os temas e iniciar o

estudo de algumas funções orgânicas.

Pode-se iniciar a organização das ideias dos

alunos por meio de uma atividade de associa-

ção de palavras. Para isso, pode-se escrever na

lousa cinco conjuntos de palavras, explicitando

os materiais extraídos diretamente da biosfera

(1), suas origens (2), seus derivados (3), seus pro-

cessos de obtenção/extração (4) e suas aplicações

(5). Em grupos, os alunos podem ser solicitados

a associar essas palavras e a explicar as associa-

ções feitas. Outra possibilidade é pedir a eles que

criem frases usando uma palavra de cada grupo.

A cada associação discutida ou frase criada, você,

professor, pode apresentar informações sobre o

uso dos materiais envolvidos e sua procedência e

perguntar aos alunos se conhecem os processos

de separação ou transformações químicas envol-

10

vidos em sua obtenção. As palavras sugeridas a

seguir estão presentes nos estudos a ser realiza-

dos neste volume. Você deve fazer uma seleção e

escolher as palavras que julgar adequadas.

Carvão mineral, gás liquefeito de petróleo

(GLP), gás natural, petróleo, carvão vege-

tal, proteínas, carboidratos e lipídios.

Recursos vegetais, recursos animais e

recursos de vegetais e animais fossilizados.

GLP, gasolina, álcool, diesel, hidrocarbo-

netos, nafta, querosene, ômega-3, gorduras

trans, açúcar, aminas, ácidos e aldeídos.

Destilação fracionada, craqueamento e

poços de perfuração.

Saúde, vida, obesidade, fraqueza, frio,

fome, calor, transporte, eletricidade, ali-

mentação, plásticos, aquecimento, energia,

açúcar, farinha de trigo, indústria siderúr-

gica, gorduras, combustível, vitaminas,

colesterol, produção de ferro-gusa, produ-

ção de cal virgem, roupas e garrafas PET

(polietileno tereftalato).

Um exemplo de frase que poderia ser com-

posta pelos alunos é: “O petróleo foi forma-

do a partir de animais e vegetais fossilizados e

fornece gasolina e diesel, usados no transpor-

te de mercadorias e pessoas”.

Associações esquemáticas podem também

aparecer como respostas. Veja uma possibilida-

de a seguir.

recursos animais e vegetais fossilizados

petróleo gasolina

transporte,aquecimento,energia ecombustível

Para discutir a associação de palavras, ou

mesmo as frases, pode ser pedido inicialmen-

te ao aluno que a formulou que a explique.

Depois, as ideias podem ser discutidas pelos

colegas. É interessante apontar que a gasolina

é um derivado do petróleo e perguntar aos alu-

nos se reconhecem outros derivados do petró-

leo na lista de palavras. Eles podem também

ser questionados se conhecem outros materiais

obtidos de vegetais e animais fossilizados.

Caso os alunos não façam referências às

palavras que indicam funções orgânicas, você

pode perguntar o que eles acham que significa a

palavra hidrocarboneto ou indagar sobre o por-

quê de a palavra hidrocarboneto estar na lousa.

Independentemente da resposta deles, pode-se

adiantar que a gasolina, por exemplo, é uma

mistura formada principalmente por hidrocar-

bonetos, isto é, por uma classe de compostos

constituídos somente de átomos de carbono e

11


átomos de hidrogênio, o que será estudado na

próxima Situação de Aprendizagem.

Caso seja possível, peça aos alunos que tra-

gam artigos de jornais ou revistas nos quais

apareçam alguns dos termos apresentados na

atividade e que tratem também da importância

do petróleo – ou de outros combustíveis fósseis –

e da sua influência na economia brasileira. Esse

material pode ser exposto em um mural na sala

de aula para que todos tenham conhecimento

da importância de tais recursos. Uma discussão

mais detalhada sobre esses assuntos será pro-

posta nas próximas Situações de Aprendizagem.

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2COMPOSIÇÃO, PROCESSAMENTO E USOS DO PETRÓLEO,

DO GÁS NATURAL E DO CARVÃO MINERAL

Conteúdos e temas: processos de obtenção e purificação do petróleo, do gás natural e do car-

vão mineral e seus derivados; utilização e importância econômica desses materiais; estrutura e

nomenclatura de hidrocarbonetos; isomeria em cadeias abertas e fechadas.

Competências e habilidades: interpretar e analisar textos referentes à descoberta e à exploração

de jazida de petróleo e gás natural; compreender os processos de transformação do petróleo,

do carvão mineral e do gás natural em materiais e substâncias utilizados no sistema produtivo

– refino do petróleo, destilação seca do carvão mineral e purificação do gás natural; estabelecer

relações entre a temperatura de ebulição, a estrutura e a nomenclatura de hidrocarbonetos por

meio de dados apresentados em tabelas; construir estruturas de hidrocarbonetos com base na

fórmula molecular para compreender o conceito de isomeria; analisar fluxograma dos produtos

obtidos do carvão mineral e reconhecer suas diversas aplicações.

Esta Situação de Aprendizagem vai, ini-

cialmente, abordar o petróleo, o gás natural

e o carvão mineral como materiais utilizados

pelo ser humano, sua importância econômica

e formas de obtenção e refino. Essa discussão

servirá como contexto para aprofundar o estu-

do das estruturas dos compostos de carbono e

para relacioná-las com suas propriedades.

Grade de avaliação da Situação de Aprendizagem 1

Esta Situação de Aprendizagem poderá ser

avaliada por meio da participação e do envolvi-

mento dos alunos ao criarem e discutirem as fra-

ses solicitadas. Pode-se também pedir a eles que

registrem, no Caderno do Aluno, um resumo das

ideias discutidas. Não é esperado que eles conhe-

çam os atributos de todas as palavras: o objeti-

vo desta atividade é iniciar o estudo da biosfera

e organizar os conhecimentos que já possuem

sobre os conteúdos e temas a ser discutidos nas

Situações de Aprendizagem que seguem.

12

Sugestão de estratégias de ensino: leitura e interpretação de textos, aulas expositivo-dialogadas e pesquisas.

Sugestão de recursos: textos, artigos e livros.

Sugestão de avaliação: participação, consistência das informações pesquisadas e respostas aos questionários.

Atividade 1 – Petróleo e gás natural como fontes de materiais

Você pode iniciar a atividade solicitando

aos alunos uma pesquisa.

Busque notícias que relacionem as

jazidas de petróleo presentes no lito-

ral brasileiro com a economia brasi-

leira e registre as informações pesquisadas.

Os alunos podem encontrar dados diferentes em jornais

e revistas. A validade das informações dependerá da atua-

lidade da notícia e da fonte dos dados. Muitas vezes, as

notícias se baseiam em suposições de especialistas. Na

página da Agência Nacional do Petróleo, ANP (disponível

em: <http://www.anp.gov.br>, acesso em: 6 jan. 2014), po-

dem-se acessar links sobre as reservas brasileiras de petró-

leo e de gás natural, tanto as reconhecidas como as ainda

não reconhecidas.

Os alunos devem ser orientados a buscar informações que

lhes forneçam subsídios para discutir a importância econô-

mica do petróleo na sociedade atual.

Após pesquisa e discussão promovida por

você, professor, proponha as seguintes questões.

1. Qual é o volume calculado das reservas

brasileiras de petróleo? Em quanto se ava-

lia que essas reservas tenham aumentado

com as recentes descobertas?

Petróleo Gás natural

Milhões de m3 Milhões de barris Milhões de m3

Reservas totais do Brasil em 31/12/2013 4 106 25 829 696 193

Reservas (31/12/2013) ainda não formalmente reconheci-das pela ANP, segundo a Portaria no 9 de 21/1/2000, art. 4.

697 4 384 143 376

Reservas totais do Brasil em 31/12/2007 2 684 16 887 369 958

Reservas (31/12/2007) ainda não formalmente reconheci-das pela ANP, segundo a Portaria no 9 de 21/1/2000, art. 4.

555 3 492 214 513

A análise desses dados permite observar que houve um au-

mento significativo nas estimativas de reservas de petróleo

brasileiras no período de 2007 a 2013. O mesmo ocorreu

com as reservas de gás natural. Caso os alunos se interessem,

podem pesquisar como reservas de petróleo e de gás são

calculadas.

Tabela 1.Fonte: Agência Nacional de Petróleo. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/?pg=42906>. Acesso em: 7 mar. 2014.

13


2. O que é a camada pré-sal?

Trata-se de uma camada que se localiza abaixo da camada

salina situada no fundo dos oceanos. Na costa sudeste bra-

sileira, na Bacia de Santos, foram encontradas, em 2006, as

primeiras jazidas de petróleo nessa camada.

3. A que profundidade se inicia a camada

pré-sal no litoral brasileiro? Qual é a esti-

mativa de quanto deverá ser perfurado para

que se atinja a reserva de petróleo e gás?

A camada pré-sal inicia-se entre 5 mil e 7 mil metros abaixo

da superfície do mar; logo, as perfurações devem atingir pro-

fundidades maiores que essas.

4. Posicione-se: Neste momento, no qual se

buscam fontes de energia alternativas e

menos poluentes, você investiria na explo-

ração dessas reservas? Busque dados para

subsidiar sua posição.

Os alunos deverão expressar e discutir suas opiniões.

A pesquisa a seguir pode favorecer tanto

o estudo dos materiais derivados do petróleo

como o desenvolvimento de habilidades rela-

tivas à busca de informações.

A unidade de comercialização do

petróleo é o barril. Pesquise qual é

o volume de um barril de petróleo e

qual é a sua cotação e calcule o preço por litro

de petróleo. Pesquise, também, quais produ-

tos são extraídos do petróleo, quais são seus

principais derivados, assim como algumas de

suas aplicações industriais e no dia a dia.

Os alunos não deverão ter dificuldade para achar que um

barril de petróleo equivale a 158,98 L. Por meio dessa pes-

quisa, eles poderão conhecer alguns derivados do petróleo

e ampliar seus conhecimentos em relação aos usos das dife-

rentes frações desse produto. Em geral, conhecem a gasoli-

na, o gás liquefeito de petróleo (GLP) e o óleo diesel. Reco-

nhecem também sua importância nos meios de transporte

(em motores a explosão) e em sistemas de aquecimento.

Apresentamos, a seguir, algumas informações.

síntese de compostos orgânicos e na fabricação de plásticos.

como matéria-prima na síntese de compostos orgânicos e

na fabricação de borracha.

indústria petroquímica.

combustível doméstico e como combustível para aviões.

-

nhões e tratores.

motores.

-

das e cosméticos e na indústria alimentícia.

alimentos, de cosméticos, em impermeabilizações e como

revestimento de papel.

-

dação de encanamentos e paredes, impermeabilização de

cascos de embarcações e como revestimento antioxidante.

refratários, na obtenção do alumínio e como fonte de gás

de síntese.

Com relação ao preço, os alunos poderão encontrar duas

cotações: para o petróleo Brent e para o petróleo WTI. Nes-

te momento, é importante discutir que, como o petróleo é

14

Processos envolvidos na obtenção dos derivados do petróleo

O petróleo é uma fonte de materiais muito

importante para a sociedade moderna por ser

utilizado na produção de inúmeras matérias-

-primas e de diversos combustíveis. O petró-

leo é uma mistura menos densa do que a água,

inflamável, de aspecto oleoso e de cor que pode

variar desde o castanho até o preto, passando

pelo verde; sua cor depende de sua composição

e esta depende da sua região de origem.

Acredita-se que o petróleo tenha sido for-

mado há milhões de anos pela decomposição

de seres vivos acumulados em ambientes com

pouco gás oxigênio e submetidos a altas pres-

sões e temperaturas. Nesses depósitos tam-

bém havia sedimentos que, nessas condições,

formaram rochas chamadas sedimentares.

Acredita-se ainda que o petróleo não seja sem-

pre encontrado na rocha em que foi formado,

pois, dependendo das características do sub-

solo, pode se deslocar até encontrar um local

mais apropriado para acumular-se, formando

jazidas. Nesse local também pode ser encon-

trado gás natural.

O petróleo é uma mistura que contém

principalmente hidrocarbonetos (compos-

tos formados exclusivamente por carbono e

hidrogênio) e, em proporções bem menores,

compostos nitrogenados, oxigenados e sul-

furados. Conforme a composição, o petróleo

uma mistura cuja composição depende do local de onde

é extraído, é necessária uma referência para a sua comer-

cialização. A cotação é feita usando-se como referência os

petróleos Brent e WTI. Também é interessante refletir sobre

como e por quem são feitas as cotações diárias do barril de

petróleo.

-

duzidos no Mar do Norte, oriundos dos sistemas petrolífe-

-

ferência para os mercados de derivados da Europa e Ásia.

Apresenta 39,4 graus API e teor de enxofre de 0,34%. Sua

cotação diária é publicada no Platts Crude Oil Marketwire.

Essa cotação reflete o preço de cargas embarcadas de 7 a 17

dias após a data de fechamento do negócio, no terminal de

-

gião oeste do Texas, nos Estados Unidos, é negociado em Nova

Iorque e serve de referência para os mercados de derivados dos

EUA. Sua cotação é feita diariamente (mercado spot) e reflete

o preço dos barris entregues em Cushing, Oklahoma, nos EUA.

Apresenta entre 38 e 40 graus API e teor de enxofre de 0,3%.

Observações: grau API é uma escala usada para medir a den-

sidade relativa de líquidos; varia inversamente à densidade re-

lativa, isto é, quanto maior a densidade relativa, menor o grau

API. Mercado spot é a cotação de curto prazo e flutuante.

Quais processos estão envolvidos na obtenção dos derivados do petróleo?

Os alunos podem ler o texto a seguir e res-

ponder às questões propostas. Alguns termos

podem ser desconhecidos por eles (por exem-

plo: cadeia aberta, cadeia ramificada, cadeia

cíclica etc.), mas não é necessário que seus sig-

nificados sejam explicados neste momento,

pois serão explorados nas próximas atividades.

15


pode ser classificado como petróleo de base

parafínica, de base naftênica e de base inter-

mediária. O primeiro é constituído principal-

mente por hidrocarbonetos de cadeia aberta,

ramificada ou não. O segundo é constituído

principalmente por hidrocarbonetos cíclicos

(ciclanos), como o metilciclopentano, o ciclo-

exano, o dimetilciclopentano etc. O terceiro é

o petróleo cuja composição está entre os de

base parafínica e os de base naftênica.

A composição da mistura varia de acordo

com a formação geológica do terreno onde foi

formada. Conhecê-la é importante para que

sejam determinadas as condições específicas

em que ocorrerá o refino, o qual consiste em

uma série de processos sequenciais para trans-

formar o petróleo bruto em seus derivados. A

primeira etapa desse processo é a destilação

fracionada, na qual são obtidos, entre outros,

a nafta, o gás liquefeito de petróleo (GLP),

o querosene e as principais frações que serão

utilizadas na produção da gasolina e do óleo

diesel.

Conforme foi visto no volume 1 da 3a série,

quanto menor a temperatura de ebulição de

uma substância, maior a tendência de que ela

se condense nas partes mais altas da coluna

de destilação. Dessa forma, os compostos de

menor massa molecular são recolhidos no

topo da coluna, enquanto os outros, de maior

massa molecular, vão sendo recolhidos nos

níveis mais baixos.

Os resíduos dessa destilação são redestila-

dos mediante um processo a vácuo que pos-

sibilita a extração de outras frações, também

utilizadas na indústria petroquímica.

Dependendo do tipo de produto que se

deseja e do tipo de petróleo de que se dispõe,

alguns dos produtos obtidos nos processos de

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Detalhedo prato

© M

arco

s P

eron

/Kin

o

Adaptado de: GEPEQ - Grupo de Pesquisa em Educação Química. Interações e transformações III. Química e sobrevivência: atmosfera, fonte de materiais. São Paulo: Edusp, 2000. p. 54.

Figura 1.

Figura 2. Esquema que representa o funcionamento de uma torre de destilação de petróleo.

16

destilação podem ser submetidos ao craquea-

mento, à reforma ou à alquilação.

No craqueamento, as moléculas formadas

por um grande número de átomos (alta massa

molecular) e saturadas (só possuem ligações

simples entre os átomos de carbono) são que-

bradas em outras, com um número menor de

átomos (baixa massa molecular) e insaturadas

(possuem ligações duplas e triplas entre os car-

bonos). As moléculas resultantes do processo de

craqueamento têm mais tendência a sofrer rea-

ções químicas do que as moléculas originais.

Na reforma, moléculas de alta massa mole-

cular são obtidas a partir de outras de baixa

massa molecular.

Na alquilação, obtêm-se moléculas com um

número maior de ramificações. Isso é interessante

especialmente no caso da produção da gasolina,

a qual, para ter uma adequada resistência à com-

pressão, deve conter em sua composição certa

quantidade de hidrocarbonetos ramificados.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado

Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

Questões para análise do texto

1. O que é petróleo? Por que ele é considerado

economicamente importante ?

O petróleo é uma mistura formada principalmente por hi-

drocarbonetos. Estes são compostos formados unicamente

por átomos de carbono e de hidrogênio. O petróleo tem

grande importância econômica por ser uma das principais

fontes de energia utilizadas atualmente e também por se

constituir em fonte de matéria-prima para vários produtos

da indústria.

2. Quais explicações são dadas para o pro-

cesso de formação do petróleo? Você di-

ria que o petróleo faz parte da biosfera?

Explique.

Acredita-se que o petróleo tenha sido formado pela de-

composição de seres vivos submetidos durante milhões de

anos a altas pressões e temperaturas, na presença de pou-

co ou nenhum oxigênio. O petróleo faz parte da biosfera

3. O petróleo é uma mistura? Justifique sua

resposta.

O petróleo é uma mistura pois é composto por várias subs-

tâncias. Por exemplo: metilciclopentano, cicloexano, dime-

tilciclopentano.

4. O que é o refino do petróleo?

O refino pode ser descrito como uma série de operações

de beneficiamento do petróleo bruto para que se obte-

nham produtos específicos. No refino, o petróleo bruto

é submetido à destilação fracionada e os resíduos são re-

destilados. Dependendo do que se deseja, alguns produ-

tos obtidos nessas destilações podem ser submetidos aos

processos de craqueamento, alquilação e reforma.

5. Cite alguns materiais que podem ser obti-

dos a partir do refino do petróleo.

Gás natural, GLP, gasolina, querosene, gasóleo, óleos com-

bustíveis e lubrificantes, parafina, vaselina, asfalto, piche etc.

6. No texto, são citados processos envolvidos

no refino do petróleo: destilação fracionada,

17


craqueamento, reforma e alquilação. Expli-

que com suas palavras o que ocorre em cada

um deles e para que são utilizados.

O aluno vai explicar com suas palavras; o importante é ele

perceber que: (1) A destilação fracionada é um processo de

separação de mistura de substâncias que apresentam tempe-

raturas de ebulição próximas. Esse processo é usado para se-

parar as principais frações do petróleo (as que dão origem à

gasolina, ao GLP, ao querosene). (2) No craqueamento, mo-

léculas saturadas e com alta massa molecular são quebradas

e transformadas em outras com massas moleculares menores

e insaturadas. (3) Na reforma, moléculas de baixas massas mo-

leculares são transformadas em outras com altas massas mole-

culares. (4) Na alquilação são obtidas moléculas mais ramifica-

das. (5) Todos esses processos são realizados para obtenção de

produtos com diferentes especificações de consumo.

A tabela a seguir, elaborada a partir de

dados do Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada

do Instituto de Física da Universidade de São

Paulo (USP), apresenta alguns derivados do

petróleo e suas aplicações.

Alguns derivados do petróleo

Produto Utilização Produto Utilização

Eteno Matéria-prima para a fabricação de polietileno, polietileno tereftalato (PET), inseticidas, explosivos, plastificantes, borracha sintética etc.

Lubrificantes básicos

Motores, engrenagens, freios e sistemas de arrefecimento

Propeno Matéria-prima para a fabricação de polipropileno, medicamentos, cosméticos, anticongelantes, tintas etc.

Parafinas Fabricação de velas; indústria de alimentos

Butanos especiais Propelentes Óleos combustíveis

Combustíveis industriais

Gás liquefeito de petróleo (mistura de butano e propano)

Combustível doméstico Asfalto Pavimentação

Gasolinas Combustível automotivo Enxofre Produção de ácido sulfúrico

18

Hexano comercial Solvente; utilizado na extração de óleos e gorduras

Benzeno Solvente; antidetonante em gasolina; matéria-prima na fabricação de compostos orgânicos

Tolueno Solvente para tintas e revestimentos; matéria-prima na fabricação de benzeno e fenol; utilizado para elevar a octanagem da gasolina

Xilenos Solventes; matéria-prima para a fabricação de anidrido ftálico, gasolina de aviação, corantes, inseticidas etc.

Querosene de aviação

Combustível para aviões Óleo diesel Combustível para veículos automotores

Tabela 2.Fonte: Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada (Cepa). Disponível em: <http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1A/refino.html>. Acesso em: 7 mar. 2014.

O gás natural e sua purificação

O texto a seguir fornecerá mais informa-

ções a respeito do gás natural. Peça aos alu-

nos que grifem as palavras desconhecidas

que, porventura, surjam no texto: seus sig-

nificados serão esclarecidos até o final desta

Situação de Aprendizagem. Antes da leitu-

ra, peça que vejam também as questões para

análise do texto e pensem em possíveis res-

postas. Após a leitura, eles devem responder

por escrito.

O gás natural e sua purificação

O gás natural é um combustível fós-

sil e, assim como o petróleo, foi for-

mado pela decomposição de matéria

orgânica durante milhões de anos. Ele

é encontrado em rochas porosas no

subsolo e, em geral, em uma camada acima

da reserva de petróleo. No entanto, as rochas

porosas que armazenam o gás também

podem estar em locais onde não se encontra

reserva de petróleo.

O principal constituinte do gás natural

é o gás metano (de 50% a 70%), mas outras

substâncias, como o butano, o propano, o

etano, o nitrogênio, o dióxido de carbono

gasoso, a água e o sulfeto de hidrogênio,

também podem estar presentes. Depois de

extraído da jazida, o gás natural precisa pas-

sar por um tratamento para se adequar ao

consumo, tratamento este feito nas unidades

de processamento. Em uma primeira etapa,

são retiradas as frações condensáveis (pro-

pano e butano), que têm interesse industrial.

19


Depois, é necessário retirar a água e o sulfeto

de hidrogênio antes de o gás ser enviado para

as linhas de transmissão. Quando a água não

é retirada, as linhas de transmissão sofrem

um intenso processo de corrosão. A remoção

de água pode ser feita pela passagem do gás

por substâncias secantes como alumina, clo-

reto de cálcio, ácido sulfúrico etc. A legisla-

ção também exige a eliminação do gás sulfeto

de hidrogênio (H2S), que, além de causar cor-

rosão nas linhas de transmissão, forma óxi-

dos de enxofre gasosos (SO2 e SO3) quando

queimado. Esses gases, se liberados para a

atmosfera, reagem com águas de chuvas,

aumentando-lhes a acidez.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado

Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

de transmissão? Por que se deve retirar o

vapor-d’água do gás natural?

Sim. Para evitar a corrosão das linhas de transmissão.

4. Que problema ambiental pode ser agrava-

do se o sulfeto de hidrogênio presente no

gás natural não for eliminado?

A combustão do sulfeto de hidrogênio forma óxidos de enxofre,

poluentes atmosféricos que intensificam a acidez das chuvas.

5. Escreva dois parágrafos explicitando o pro-

cesso de formação, a composição média,

os processos de separação e de purificação

e os usos do petróleo e do gás natural.

Os alunos registrarão as ideias que lhes pareceram mais im-

portantes. Os processos estão descritos no texto “O gás natu-

ral e sua purificação”. Professor, avalie as respostas dos alunos

com base nesse texto. Na correção, você pode observar se as

expectativas de aprendizagem foram atingidas.

Grade de avaliação da atividade 1

A pesquisa de notícias sobre as jazidas bra-

sileiras de petróleo e gás natural permite ava-


1. Como foi formado o gás natural? Onde

pode ser encontrado? Você diria que o gás

natural faz parte da biosfera? Justifique.

O gás natural é um combustível fóssil e foi formado pela de-

composição de matéria orgânica durante milhões de anos.

Ele é encontrado em rochas porosas no subsolo e, em geral,

em uma camada acima da reserva de petróleo. No entanto,

as rochas porosas que armazenam o gás também podem es-

tar em locais onde não se encontra reserva de petróleo. O

gás natural faz parte da biosfera, pois é encontrado na região

2. Quais são os principais constituintes do

gás natural?

O gás natural é constituído principalmente por metano (de

50% a 70%), dióxido de carbono gasoso (de 20% a 25%) e,

em pequena proporção, por água e outros gases, como o

butano, o propano, o etano, o nitrogênio e o sulfeto de hi-

drogênio.

3. O gás natural precisa passar por um trata-

mento antes de ser enviado para as linhas

20

liar os alunos quanto à habilidade de localizar

informações em um texto, além de propiciar

o reconhecimento da importância econômica

do petróleo na economia atual.

As respostas às perguntas referentes aos

textos sobre o petróleo, o gás natural e seus

processos de refinamento podem ser obti-

das diretamente nos textos. A leitura dirigida

busca permitir aos alunos que identifiquem

explicações referentes às composições desses

materiais e aos processos envolvidos nas sepa-

rações de seus componentes e no seu refino.

Além de permitir o desenvolvimento de

habilidades leitoras e escritoras, a leitura e a

análise dos textos e tabelas possibilitam rela-

cionar fatos e notícias atuais com o estudo a

ser desenvolvido, ou seja, a atividade visa à

contextualização do estudo dos compostos

orgânicos no sistema produtivo.

Atividade 2 – Relação entre propriedades, estrutura e nomenclatura de hidrocarbonetos

Nesta atividade, os hidrocarbonetos serão

estudados formalmente, retomando-se o que

foi tratado sobre a composição e o processa-

mento do petróleo. Para iniciá-la, você pode

discutir o significado de alguns termos apre-

sentados no texto da atividade 1, tais como

hidrocarbonetos de cadeia aberta ou fecha-

da, hidrocarbonetos de cadeia ramificada e

compostos saturados ou insaturados. Você

pode ainda estabelecer relações entre as pro-

priedades e as estruturas desses compostos,

considerando também os procedimentos e

as regras envolvidos na sua nomenclatura.

É importante frisar que esta atividade não

pretende detalhar tais regras, mas permitir

ao aluno compreender as bases das regras

da nomenclatura e associar diferentes estru-

turas a diferentes nomes. Dessa forma, não

se deve investir muito tempo em discussões

detalhadas das regras de nomenclatura de

compostos de carbono.

Neste momento, pode-se relembrar o que

foi visto na 2a série (volume 2) a respeito das

relações entre as diferentes temperaturas de

ebulição dos hidrocarbonetos não ramifica-

dos e os tamanhos de suas cadeias e de como

isso reflete na destilação fracionada do petró-

leo (como visto na atividade 1). Para introduzir

algumas regras de nomenclatura dos hidro-

carbonetos, pode ser feita a análise da tabe-

la a seguir (reproduzida também no Caderno

do Aluno), que apresenta algumas tempera-

turas de ebulição desses compostos. Para isso

são propostas algumas questões que permitem

aos alunos associar os prefixos met-, et-, prop-

e but- ao número de carbonos que compõem a

cadeia. Caso ache interessante, mencione tam-

bém os outros prefixos. As questões ainda per-

mitirão aos alunos concluir que, nos diferentes

grupos de hidrocarbonetos (alcanos, alcenos e

alcinos), há regularidades envolvendo os núme-

ros de átomos de carbono e hidrogênio. Elas

também possibilitam apresentar as definições

21


Temperaturas de ebulição e massas molares de alguns hidrocarbonetos

Hidrocarboneto Temperatura de ebulição a 1 atm (oC)

Massa molar (g · mol�1)

Alcanos

Metano (CH4) – 161,5 16

Etano (C2H6) – 88,6 30

Propano (C3H8) – 42,1 44

Butano (C4H10) – 0,48 58

Pentano (C5H12) 36,1 72

Hexano (C6H14) 68,7 86

Alcenos

Eteno (C2H4) – 103,7 28

Propeno (C3H6) – 47,7 42

But-1-eno (C4H8) (ou 1-buteno) – 6,3 56

Pent-1-eno (C5H10) (ou 1-penteno) 30,0 70

Hex-1-eno (C6H12) (ou 1-hexeno) 63,5 84

Alcinos

Etino (C2H2) – 84,0 26

Propino (C3H4) – 23,2 40

But-1-ino (C4H6) (ou 1-butino) 8,1 54

Pent-1-ino (C5H8) (ou 1-pentino) 40,1 68

Hex-1-ino (C6H10) (ou 1-hexino) 71,3 82

Tabela 3.Elaborado pelas autoras especialmente para o São Paulo faz escola.

de alcanos, alcenos e alcinos: os alcanos podem

ser definidos como os compostos de carbo-

no que apresentam somente ligações simples

entre carbonos e sua fórmula geral é CnH(2n+2);

os alcenos apresentam uma ligação dupla entre

carbonos e sua fórmula geral é CnH2n; os alci-

nos apresentam ligação tripla entre carbonos e

sua fórmula geral é CnH(2n�2).

Questões para a sala de aula

1. Ao comparar os compostos pertencentes

ao grupo dos alcanos, é possível relacio-

nar o número de átomos que compõem as

moléculas e suas temperaturas de ebulição?

Justifique. Faça a mesma análise para os

alcenos e os alcinos.

ebulição dos compostos. Pode-se mostrar exemplos numéricos.

22

Desafio!

Usando o que estudou na 2a série sobre

forças interpartículas, você saberia explicar

as relações observadas entre o número de

átomos que compõem as moléculas e suas

temperaturas de ebulição?

Os alunos devem perceber que, aumentando o

tamanho da molécula (o número de carbonos em

uma cadeia aberta), aumenta também a tempera-

tura de ebulição. Isso pode ser explicado pela maior

possibilidade de interações intermoleculares (for-

ças de London) entre elas. Para que uma molécula

passe a constituir o estado gasoso, essas forças de-

vem ser vencidas. Assim, quanto maiores as intera-

ções entre as partículas, maior a energia necessária

para que elas sejam superadas e maior a tempera-

tura de ebulição.

Observação: até este momento, estamos traba-

lhando com cadeias lineares, o que deve ser apon-

tado para os alunos. Seria desejável sinalizar que, ao

trabalharmos com a Tabela Temperaturas de ebuli-

ção e massas molares de alguns hidrocarbonetos,

veremos que ramificações nas moléculas isômeras

também influenciam suas propriedades.

2. Cite os nomes do alcano, do alceno e do

alcino que possuem dois átomos de car-

bono em suas moléculas. Qual regulari-

dade você observa em suas nomenclatu-

ras (seus nomes)? Faça o mesmo para os

alcanos, alcenos e alcinos cujas molécu-

las possuem três, quatro, cinco e seis áto-

mos de carbono.

Todos os alcanos apresentam o sufixo -ano, todos os alcenos,

o sufixo -eno e todos os alcinos, o sufixo -ino. Todos os com-

postos lineares com dois carbonos apresentam o prefixo et-;

os com três carbonos, o prefixo prop-; os com quatro, o sufi-

xo but-; os com cinco, o sufixo pent-; e os com seis, o sufixo

hex-. Professor, apesar de a Tabela Temperaturas de ebulição

e massas molares de alguns hidrocarbonetos mencionar a

posição da insaturação na cadeia carbônica, sugerimos que

você não se detenha em tal questão neste momento. Men-

cione que a posição é indicada por um número que repre-

senta determinado átomo de carbono, mas que essa discus-

são será realizada posteriormente.

3. É possível estabelecer alguma relação ma-

temática entre os números de átomos de

carbono e de hidrogênio dos compostos

pertencentes ao grupo dos alcanos? Qual?

E para os alcenos e os alcinos?

Sim. Nos alcanos, o número de hidrogênios nas moléculas

é igual ao dobro do número de carbonos mais dois, ou seja,

sua fórmula genérica pode ser representada por CnH

(2n�2). Já

nos alcenos, o número de hidrogênios corresponde ao do-

bro do número de carbonos; podem ser representados por

CnH

2n. Nos alcinos, o número de hidrogênios corresponde

ao dobro do número de carbonos menos dois; podem ser

representados por CnH

(2n�2).

No de carbonos Alcano Alceno Alcino

2 Etano Eteno Etino

3 Propano Propeno Propino

4 Butano Buteno Butino

5 Pentano Penteno Pentino

6 Hexano Hexeno Hexino

Tabela 4.

23


A Tabela 3 mostra a nomenclatura segundo

as regras propostas pela União Internacional

de Química Pura e Aplicada (Iupac, em inglês),

em 1993, e também as formas utilizadas antes.

Como as regras antigas ainda são frequen-

temente aplicadas, é importante que os alu-

nos tenham acesso aos dois procedimentos.

Há mais detalhes em: RODRIGUES, José

Augusto R. Recomendações da Iupac para

a nomenclatura de moléculas orgânicas (dis-

ponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/

qnesc13/>; acesso em: 19 nov. 2013).

Desafio!

1. Lembre-se de que o processo de craqueamento envolve a produção de compostos insatu-

rados. Um exemplo é a estrutura a seguir:

Observe as estruturas do but-1-eno e do propeno. Como o seu professor já informou, esses

compostos são alcenos, pois contêm duplas ligações entre átomos de carbono. Procure expli-

car por que a fórmula genérica dos alcenos é CnH2n e a dos alcanos é CnH(2n+2).

Na formação de uma dupla ligação, dois átomos de hidrogênio são eliminados; logo, o número de hidrogênios diminui em dois,

o que é indicado na fórmula genérica CnH

2n. Como os alcanos possuem dois hidrogênios a mais, apresentam a fórmula C

nH

(2n�2).

2. Os alcinos apresentam a fórmula geral CnH(2n�2). Tente então escrever as fórmulas estru-

turais dos seguintes alcinos:

but-1-eno propenoheptano

+H H H H H H H

H H H H H H H

C HH C C C C C CH H H

H H H

HH C C C CH

H H H

H H2H C C C +

C2H2 (etino) C6H10 (hex-1-ino) C6H10 (hex-2-ino)

H C C H H C C C C C C H

H H H H

H H H H

H C C C C C C H

H H H H

H H H H

Na correção do exercício, os alunos podem

ser informados de que a reatividade dos com-

postos que contêm ligações duplas ou triplas

(ou ambas) é diferente da reatividade dos com-

postos que só possuem ligações simples em sua

estrutura. Dependendo do tipo de ligação pre-

sente no hidrocarboneto, pode-se classificá-lo

como saturado ou insaturado. Podem ser tam-

Tabela 5.

24

Nome do composto Fórmula estrutural estendida Fórmula estrutural condensada

Etano

Etino

Pent-2-eno

Hex-3-ino

Pent-2-ino

H3C CH3

H H

H H

C C HH

bém apresentadas as estruturas que caracte-

rizam os grupos dos alcanos, alcenos, alcinos

e alcadienos e a associação entre os sufixos

-ano, -eno, -ino e -dieno e as estruturas desses

hidrocarbonetos. É interessante apontar que os

compostos estudados até esta etapa podem ser

classificados como compostos de cadeia aber-

ta (principais constituintes do petróleo de base

parafínica) e que também há os que podem

ser classificados como compostos de cadeia

fechada, chamados hidrocarbonetos cíclicos

(principais constituintes do petróleo de base

naftênica). Neste momento, é conveniente mos-

trar as estruturas que caracterizam os ciclanos,

os ciclenos e os compostos aromáticos.

Os alunos podem ter dificuldade para

compreender a mudança de representação

que ocorre quando se deixa de usar a fór-

mula estrutural estendida dos compostos e

se passa a representar os átomos de hidro-

gênio de forma condensada. Para auxiliá-

-los, pode-se lançar mão de exercícios nos

quais seja feita essa passagem e, também, o

raciocínio inverso, como os apresentados a

seguir.

1. Observe as fórmulas estruturais

estendidas e condensadas do etano

e complete a tabela fornecendo as

fórmulas estruturais dos compostos.

H C C H HC CH

H C C C

ou

C C H

H H H H

H HH H

H C C C C C H

H H HH H

H H H

H3C CH CH CH

2CH

3

H C C C C C C

H H H

H H H

H

H

H H3C CH

2CH

2C C CH

3

H C C C C C H

H H

H H

H

H

H3C C CH

2C CH

3

Tabela 6.

25


Observação: neste momento, o aluno ainda não estudou

isomeria cis-trans. Sugere-se retomar este exercício depois

da discussão sobre isomeria geométrica e perguntar aos alu-

nos se mudariam algo nas estruturas que desenharam.

2. Analise as fórmulas moleculares das subs-

tâncias do exercício anterior. Observe os

átomos nelas presentes. Sabendo que são

denominadas hidrocarbonetos, como você

definiria um hidrocarboneto? Depois, pes-

quise em um livro didático e compare sua

definição com a do livro. São semelhantes?

Ao apresentar as respostas na sala de aula,

discuta-as com seus colegas e com seu pro-

fessor para chegarem a um consenso.

Para responder a essa questão, os alunos deverão analisar as

estruturas e perceber que elas têm em comum o fato de ser

formadas unicamente por átomos de carbono e de hidrogê-

nio. Assim, poderão concluir que hidrocarbonetos são subs-

tâncias formadas exclusivamente por átomos de carbono e

de hidrogênio. A definição pode ser encontrada em qualquer

livro didático de 3ª série. Caso os alunos não a encontrem,

poderão aprender por meio de discussões em sala de aula. O

objetivo é que analisem as estruturas dos compostos e perce-

bam as semelhanças entre eles, pois a análise de estruturas é

essencial no estudo da química denominada orgânica.

É extremamente importante que os alunos

compreendam que os átomos de hidrogênio

estão ligados aos átomos de carbono e que as

duas representações significam a mesma coi-

sa. Pode-se pedir a eles que representem as

estruturas estendidas e condensadas de cada

um dos alcanos cujas propriedades foram

estudadas, explicitando seus nomes.

Para aprofundar o estudo sobre as estru-

turas dos hidrocarbonetos, sugere-se a dis-

cussão de um problema que envolva a

construção das diferentes estruturas pos-

síveis para uma mesma fórmula molecular

(como a questão 4, a seguir). Desse modo,

podem ser trabalhados conceitos relaciona-

dos à nomenclatura e à existência de isome-

ria nos compostos de carbono.

Questões para a sala de aula (continuação)

4. Considerando que o átomo de carbono

faz quatro ligações covalentes e o átomo

de hidrogênio faz uma ligação covalente,

construa todas as estruturas possíveis para

o composto de fórmula C4H8.

Trans-but-2-eno

H

H

C C

H3C 1

32

CH3

4

1 2

3 4

But-1-eno

H

H

C C

H

CH2

CH3

1 2

3

Metilpropeno

H

C C

H

CH3

CH3

1

2 3

4

Cis-but-2-eno

C C

H

CH3

H3C

H

26

O professor fornecerá os dados de algu-

mas propriedades dos compostos cons-

truídos para o preenchimento da tabela

a seguir.

Composto Temperatura de fusão a 1 atm (oC)

Temperatura de ebulição a 1 atm (oC)

Densidade a 25 oC (g · mL–1)

But-1-eno 0,5951

Cis-but-2-eno 3,73 0,6213

Trans-but-2-eno 0,96 0,6042

Metilpropeno 0,5942

Tabela 7.

Os alunos podem resolver essa questão em

grupos e expor para a sala as estruturas encon-

tradas. Possíveis dificuldades serão minimiza-

das se forem utilizados modelos tridimensionais

feitos com bolas de isopor (cerca de 15 cm de

diâmetro), que podem ser pintadas com tinta

guache de cores diferentes e montadas com pa-

litos de churrasco para representar as ligações.

Os modelos podem ser construídos consideran-

do-se aproximações dos ângulos esperados (li-

gações simples: 104,9o; ligações duplas: 120o;

ligações triplas: 180o).

Primeiro, você pode considerar os compos-

tos de cadeia aberta que foram encontrados

pelos alunos. A nomenclatura dos compos-

tos de cadeia fechada poderá ser discutida em

seguida.

5. Considerando as estruturas encontradas,

você diria que elas representam compostos

diferentes? Justifique sua resposta com base

nas propriedades físicas desses compostos.

É importante que seus nomes sejam dife-

rentes?

São compostos desiguais, pois suas propriedades são diferen-

-

sam ser diferenciados.

6. Compare as estruturas do but-1-eno e do

cis-but-2-eno. Em seguida, compare as es-

truturas do but-1-eno e do trans-but-2-eno.

Por que foram utilizados os números 1 e 2

nesses nomes?

Foram utilizados números para indicar a posição da dupla

ligação na cadeia carbônica, isto é, onde os átomos de car-

bono estão unidos por ligação dupla.

7. Compare as estruturas do cis-but-2-eno e

do trans-but-2-eno. Sabendo que os termos

cis e trans vêm do latim e que cis significa

“do mesmo lado” e trans significa “do ou-

tro lado”, explique os nomes cis-but-2-eno e trans-but-2-eno.

No cis-but-2-eno os hidrogênios e os grupos CH3 (grupos

metil) encontram-se do mesmo lado em relação à dupla li-

gação. No trans-but-2-eno encontram-se em lados opostos.

8. Observe as estruturas que você construiu na

questão 4. Procure justificar por que uma

27


delas é denominada metilpropeno. (Dica:

procure a maior sequência de carbonos que

contenha as ligações duplas em cada com-

posto. Para isso, imagine uma linha que pas-

sa sobre os carbonos. Para traçar essa linha,

você não pode tirar o lápis do papel. Obser-

ve o número de carbonos que foi englobado

pela linha em cada um dos compostos.)

Na estrutura denominada metilpropeno a cadeia principal

pode ter no máximo três carbonos; portanto, seu nome deve

se iniciar com o prefixo prop-.

Podem ainda ser introduzidos os conceitos

de cadeia principal e de ramificações. A cadeia

principal pode ser considerada a maior sequên-

cia de carbonos que, no caso dos compostos insa-

turados, contenha as ligações duplas e triplas. Se

houver duas sequências com o mesmo número de

carbonos, a cadeia principal será a que contém o

maior número de ramificações (carbonos que não

fazem parte da cadeia principal). No caso dos com-

postos cíclicos, a cadeia principal será o ciclo.

A resposta à questão 5 auxiliará os alunos

a compreender como se numera uma cadeia

principal. A numeração é iniciada, prioritaria-

mente, pela extremidade mais próxima à dupla

ligação e deve ser feita de forma que as ramifica-

ções fiquem com os menores números possíveis.

Pode-se deixar claro que esse tipo de isome-

ria ocorre em dois casos:

quando houver uma ligação dupla entre os

átomos de carbono e os ligantes de cada áto-

mo de carbono forem diferentes entre si (não

pode existir isomeria geométrica quando qual-

quer dos átomos de carbono de ligação dupla

estiver ligado a grupos idênticos);

quando os átomos de carbono formarem uma

cadeia fechada e pelo menos dois carbonos do

ciclo possuírem ligantes diferentes entre si.

Um exemplo do segundo caso é apresenta-

do na questão a seguir.

9. Observe as estruturas dos compostos a seguir,

assim como a sua resposta para a questão 7.

4 carbonos 4 carbonos

3 carbonos 4 carbonos

Trans-but-2-eno

H

H

C C

H3C 1

32

CH3

4

1 2

3 4

But-1-eno

H

H

C C

H

CH2

CH3

1 2

3

Metilpropeno

H

C C

H

CH3

CH3

1

2 3

4

Cis-but-2-eno

C C

H

CH3

H3C

H

A construção de diferentes estruturas para

uma mesma fórmula molecular possibilita que

os alunos verifiquem a existência de isômeros.

Esse conceito deve ser formalizado.

É interessante também mostrar a eles que

os alcanos não apresentarão a isomeria cis-

-trans, pois as ligações simples permitem a

rotação dos átomos de carbono no próprio

eixo.

28

H

H

H

HH

H

HH

CH3CH3

H

H

H

HH

H H

H

CH3

CH3

composto 1 composto 2

a) Qual composto você diria que é o cis-

-1,2-dimetilciclopentano? Explique sua

resposta.

O composto 1 é o cis-1,2-dimetilciclopentano, pois os gru-

pos metil (CH3) encontram-se do mesmo lado do anel; o

mesmo se dá com os hidrogênios.

b) Como você nomearia o outro compos-

to?

O nome do composto 2 é trans-1,2-dimetilciclopentano.

10. Os compostos construídos a partir da fór-

mula C4H8 são ditos isômeros. Escreva

uma definição para compostos isômeros.

Depois, busque em um livro a definição de

isômero. A sua definição e a do livro são

coerentes? Se não, discuta com seu profes-

sor e com seus colegas até chegarem a um

consenso.

-

tante mencionarem que compostos isômeros são com-

postos de mesma fórmula molecular e diferentes fórmulas

estruturais.

11. Complete a tabela apresentando a fórmu-

la molecular de cada um dos compostos.

Identifique também a cadeia principal e

as ramificações nas estruturas de cada um

dos compostos.

Na coluna “Estrutura” da tabela, a resposta é indicada pelos

traços azuis. Em alguns casos, há mais de uma maneira de

-

nos que essa diferença de representação não significa dife-

rença entre as estruturas.

Alcano Estrutura Temperatura de ebulição a 1 atm (oC)

Fórmula molecular

Hexano H3C CH3

H

H

CH

H

CH

H

CH

H

C

69 C6H

14

29


2-metilpentano

CH2

CH3

H3CHC CH2 CH3

CH2

CH3

H3CHC CH2 CH3

60 C6H

14

3-metilpentanoCH2 CH3CHH3C CH2

CH3

63 C6H

14

2,2-dimetilbutano 50 C6H

14

1

1

1

3 42

1

2 3 411

3 4 5

2

2

3 4 5

2 4 53

CH2

CH3

CH3

H3C C CH3

CH2

CH3

CH3

H3C C CH3

CH2

CH3

CH3

H3C C CH3432

1

30

Tabela 8.

2,3-dimetilbutano

CH

CH3

CH3

H3C CH CH3

CH

CH3

CH3

H3C CH CH3

CH

CH3

CH3

H3C CH CH3

CH

CH3

CH3

H3C CH CH3

58 C6H

14

2 3 4

1

1

1

2

2

2 3

3

3

4

4

4

1

12. Sabendo que a ramificação -CH3 é chama-

da metil, explique a utilização dos nomes

2-metilpentano e 3-metilpentano. Existe a

necessidade desses números? Justifique.

Sim, os números são para indicar em qual carbono se loca-

liza o radical metil.

13. Observe as estruturas dos compostos

2,2-dimetilbutano e 2,3-dimetilbutano.

Explique a necessidade do uso desses nú-

meros e do prefixo di-.

O prefixo di- indica que há dois grupos metil no composto;

os números mostram a quais carbonos os grupos metil estão

ligados.

14. Observe as estruturas do 2-metilpenta-

no e do 2,2-dimetilbutano. Explique por

que um deles é chamado de pentano e o

outro de butano, se ambos possuem seis

átomos de carbono.

No 2-metilpentano, de qualquer maneira que se conte

o número de átomos de carbono da cadeia principal,

chega-se a uma cadeia com, no máximo, cinco carbo-

nos, e no 2,2-dimetilbutano, a maior cadeia é de quatro

carbonos.

15. Compare as temperaturas de ebulição

dos compostos sem ramificação com as

temperaturas de ebulição dos compostos

com uma ramificação e com duas ramifi-

cações. Que relação há entre o número de

ramificações e a temperatura de ebulição

desses isômeros? Como você explicaria

essa relação?

31


-

compostos com o mesmo número de carbonos, pois, caso

fosse mudado o tamanho da cadeia, ter-se-ia mais de uma

variável a ser observada ao se comparar as temperaturas de

ebulição e, consequentemente, não se poderia chegar a

uma conclusão.

Os compostos em questão são apolares; portanto, as forças

interpartículas que aparecem entre eles são do tipo dipolo

instantâneo. Compostos mais lineares são mais polarizáveis,

além de apresentarem maiores superfícies de contato; as for-

ças atuantes entre eles são, portanto, maiores. Para que essas

forças sejam vencidas é necessário mais energia; por isso, as

temperaturas de ebulição de compostos menos ramificados

são maiores.

Em seguida, podem ser apresentadas

outras ramificações, como o etil (H3C-CH2-),

o propil (H3C-CH2-CH2-) ou o isopropil

(H3C-CH-CH3).

Você pode explicitar também a importân-

cia de localizar as ramificações em relação aos

carbonos da cadeia principal, de modo que

sejam utilizados os menores números possí-

veis. Pode ser deduzido que isômeros apre-

sentam a mesma fórmula molecular, porém,

são compostos diferentes e com proprieda-

des diferentes (por exemplo, temperatura de

ebulição), e que suas estruturas podem ser

conhecidas por meio da nomenclatura.

Para finalizar a abordagem dos hidrocar-

bonetos, você pode ainda ressaltar alguns

pontos relativos à nomenclatura para melho-

rar a compreensão do processo de localização

e de numeração da cadeia principal.

-Desafio!

Existe um composto de nome 4-metil-

pentano? E but-3-eno (ou 3-buteno)? E

2-etilbutano? Explique.

Não se pode denominar um composto de 4-metil-

pentano, pois a numeração da cadeia principal, no

caso dos alcanos, deve ser iniciada pelo carbono

mais próximo ao carbono mais ramificado. Não se

pode denominar um composto de but-3-eno (ou

3-buteno), pois a numeração da cadeia principal

deve ser iniciada pelo carbono mais próximo ao da

dupla ligação. Não se pode denominar um compos-

to de 2-etilbutano, pois a cadeia principal deve ser a

maior possível e englobar o maior número possível

de carbonos ramificados. O nome do composto a

que se faz referência deve ser 3-metilpentano.

Compostos cíclicos são formados por

átomos de carbono ligados em forma

de anel. Nesses compostos, os átomos

de carbono continuam fazendo quatro ligações.

Tente construir isômeros cíclicos do C4H8.

H

H H

H

H

H

ciclobutanometilciclopropano

H

H

H H

H

H

CH3

H

Neste momento, você pode falar da repre-

sentação condensada dos compostos cíclicos

(exemplificada a seguir), explicando que os

vértices de cada figura representam os átomos

de carbono e os de hidrogênio ligados a ele.

metilciclopropano ciclobutano

CH3

32


Nas Questões para a sala de aula 1 a 3, os

alunos devem entender a relação entre tama-

nho das moléculas e propriedades como a tem-

peratura de ebulição e saber como utilizar os

prefixos met-, et-, but- etc. e os sufixos -ano,

-eno e -ino com alcanos, alcenos e alcinos. Nas

questões 4 a 8, é construída a ideia de isomeria.

Espera-se que os alunos percebam que com-

postos com as mesmas fórmulas moleculares

podem apresentar estruturas diferentes, cons-

tituindo, portanto, compostos diferentes, com

propriedades distintas. As questões permitem

também que aprendam a identificar a cadeia

principal, numerá-la e localizar as posições das

ligações duplas e triplas. A questão 9 permite

que entendam o que são isômeros cis e trans.

Uma vez que os alunos costumam apresentar

dificuldades na visualização desse tipo de iso-

meria, pode-se sugerir a construção de mode-

los com bolas de isopor para que percebam a

diferença entre os dois tipos de compostos. Nas

questões 11 a 14, os alunos aprendem a tra-

duzir fórmulas estruturais em fórmulas mole-

culares, exercitam a identificação de cadeias

principais e verificam a necessidade de nume-

rar a posição de radicais.

Atividade 3 – O carvão mineral como fonte de materiais

É importante iniciar a atividade retomando

alguns conceitos discutidos no volume 1 da 1a série.

O texto a seguir fornece mais informações

a respeito do carvão mineral. Peça aos alu-

nos que grifem as palavras desconhecidas que,

porventura, surjam no texto: seus significados

serão esclarecidos até o final desta Situação de

Aprendizagem. Peça também que, antes da lei-

tura, vejam as questões para análise do texto e

pensem em possíveis respostas. Depois de lerem

o texto, eles devem respondê-las por escrito.

O carvão mineral como fonte de materiais

O carvão mineral, além de ser um combustí-

vel importante, divide com as substâncias petro-

químicas o fornecimento de matérias-primas

utilizadas em indústrias de corantes, remédios,

pesticidas, elastômeros e plásticos, entre outras.

Por isso, considera-se que o carvão mineral

constitui a maior reserva mundial de matéria-

-prima orgânica (compostos de carbono) con-

centrada; é bom lembrar que, apesar de levar o

nome de mineral, trata-se de um fóssil.

Quando o carvão sofre pirólise térmica (des-

tilação destrutiva), converte-se em diversos pro-

dutos sólidos, líquidos e gasosos. Pirólise é a

degradação de qualquer material orgânico pelo

calor na ausência parcial ou total de oxigênio.

A falta de oxigênio tem como objetivo evitar a

combustão. Os produtos obtidos por esse pro-

cesso dependem da temperatura e do tipo de

carvão utilizado. Normalmente, a pirólise do car-

vão é conduzida a temperaturas que variam de

454 oC a 982 oC; nas temperaturas baixas,

obtêm-se maiores quantidades de produ-

tos líquidos, enquanto nas temperaturas mais

33


altas a quantidade de produtos gasosos é maior.

Os produtos líquidos são água, alcatrão e óleo cru

leve. Os produtos gasosos são hidrogênio, metano,

etileno, monóxido de carbono, dióxido de car-

bono, sulfeto de hidrogênio, amônia e nitrogênio.

As reservas de carvão brasileiras estão loca-

lizadas principalmente no Rio Grande do Sul e

em Santa Catarina. Visto que o carvão brasileiro

apresenta altos teores de cinzas e de enxofre, baixo

poder calorífico, que seu processo de beneficia-

mento é difícil e que os custos envolvidos na remo-

ção de poluentes nele presentes são elevados, ele

não é explorado muito intensamente no Brasil.

O fluxograma a seguir mostra os principais

produtos que podem ser obtidos na pirólise do

carvão mineral.

Figura 3.

Carvão

Fração líquida Fração gasosaFração sólida

Coque Alcatrão

Carvão de retortaPiches Estireno Sulfato de amônia

Piridina Benzeno

Naftaleno Tolueno

Fenol Orto, meta e paraxileno

Óleo cru Gás combustível


1. Qual é a diferença entre carvão mineral e

carvão vegetal? Reveja o texto sobre o car-

vão estudado no volume 1 da 1a série.

Os dois são obtidos a partir da madeira. O carvão vegetal

é obtido por meio da carbonização da madeira e o carvão

mineral é formado pelo processo de fossilização da madeira

durante milhões de anos.

2. Como é formado o carvão mineral na

natureza? Reveja o texto sobre o carvão

estudado no volume 1 da 1a série.

Acredita-se que o carvão mineral seja produto da fossilização

de troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que

cresceram há 250 milhões de anos em pântanos rasos. Após

morrer, essas partes vegetais se depositaram no fundo lodoso

e ficaram encobertas. O tempo e a pressão da terra, ao agirem

jazidas de carvão.

3. Cite algumas aplicações do carvão mineral.

Exemplos: uso como combustível e fonte de matérias-primas

utilizadas em indústrias de corantes, remédios, pesticidas,

elastômeros e plásticos.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

34

4. O que é pirólise térmica? Para que ela é uti-

lizada?

Pirólise é a degradação de qualquer material orgânico pelo

calor, realizada na ausência parcial ou total de oxigênio (a fal-

ta de oxigênio tem como objetivo evitar a combustão). Ela é

utilizada para obtenção de materiais com melhores proprie-

dades do que os componentes do carvão mineral, que po-

dem ser empregados como matérias-primas em diferentes

setores industriais.

5. Por que o carvão mineral não é muito ex-

plorado no Brasil?

Porque o carvão mineral brasileiro apresenta altos teores de

cinzas e de enxofre, baixo poder calorífico, processo de benefi-

ciamento difícil e elevados custos para remoção de poluentes.

6. Qual é a principal utilização do carvão mi-

neral no Brasil? Por quê?

Como combustível. Seu uso como fonte de matérias-primas

se torna difícil por causa da sua baixa qualidade, o que torna

seu processo de beneficiamento difícil e caro.

O estudo pode ser completado solicitando-

-se uma pesquisa aos alunos. Eles podem ser

divididos em grupos, ficando cada grupo res-

ponsável por pesquisar a utilização de uma

substância orgânica obtida do carvão. Para

essa pesquisa, pode-se levar para a sala de aula

alguns livros, revistas, textos da internet etc. A

intenção, neste momento, não é que os alunos

se preocupem com as fórmulas ou nomes, mas

que se familiarizem com algumas substâncias

orgânicas e suas aplicações.

Tanto para a pesquisa quanto para a cons-

trução da tabela, pode ser realizada uma rápi-

da atividade que enfatize o relacionamento

das aplicações das substâncias obtidas do

carvão mineral com materiais que os alunos

conhecem de seu cotidiano.

De acordo com as orientações de

seu professor, pesquise sobre a uti-

lização das substâncias obtidas a

partir do carvão mineral. Essa pesquisa pode-

rá ser realizada em livros, revistas, jornais e

textos da internet. Utilize a tabela a seguir

para organizar as informações obtidas.

Algumas substâncias obtidas a partir do carvão mineral e algumas de suas aplicações

Fração Substância Fórmula estrutural Fórmula molecular Usos

Fração

líquida

Naftaleno C10H8

Matéria-prima para a produção de medi-camentos, corantes, herbicidas, inseticidas, fluidizantes e poliésteres

Piridina C5H

5N

Matéria-prima para a síntese de fungicidas, vitaminas e medicamentos; usada também como solvente e como auxiliar para tingi-mento têxtil

Fenol C6H

6O

Desinfetante; matéria-prima na produção de medicamentos, tensoativos, defensivos agrícolas, resinas sintéticas e corantes

N

OH

35


Fração

líquida

Estireno C8H

8

Matéria-prima na fabricação de poliestire-no, borracha sintética, resinas e poliésteres

Tolueno C7H

8

Solvente para tintas e revestimentos; ma-téria-prima na fabricação de benzeno e fenol; utilizado para elevar a octanagem da gasolina

Benzeno C6H

6

Solvente; antidetonante em gasolina; ma-téria-prima na fabricação de compostos orgânicos

Xilenos

C8H

10

Solvente para resinas; matéria-prima para a fabricação de anidrido ftálico, gasolina de aviação, corantes, inseticidas; constituinte de asfalto e nafta

C8H

10

Intermediário para corantes e sínteses or-gânicas; solvente; inseticida

C8H

10

Usado na fabricação de medicamentos e de inseticidas, como matéria-prima para o ácido tereftálico (usado na produção de co-rantes, sacarina, perfumes etc.) e na indús-tria de polímeros sintéticos e de poliésteres

Fração sólida

Coque –

O componente principal do carvão é o carbono. A quantidade de carbo-no varia dependendo do tempo de petrificação (no caso do carvão mine-ral) ou de como a pirólise é conduzida (no caso do carvão vegetal). Costu-ma-se representar o car-vão por C, mas ele não é uma substância simples, e sim uma mistura.

Usado na produção industrial do ferro e como combustível

Carvão de retorta

– Usado na produção de eletrodos

Tabela 9.

CH3

H3COrtoxileno

CH3

H3CMetaxileno

Paraxileno

CH3H3C

CH3


Observe a tabela da página seguinte, em

que estão explicitadas algumas propriedades

dos xilenos, e reveja algumas de suas aplica-

ções discutidas anteriormente.

1. Pode-se dizer que o ortoxileno, o metaxile-

no e o paraxileno são a mesma substância?

Justifique sua resposta.

Os compostos têm a mesma fórmula molecular, mas pos-

suem propriedades diferentes (e suas aplicações também o

são); portanto, devem ser substâncias diferentes.

36

Tabela 10.

Nome Temperatura de ebulição (oC)

Temperatura de fusão (oC)

Densidade (g · mL�1)

Fórmula molecular

Ortoxileno 144,4 – 25,5 0,880 C8H10

Metaxileno 139,1 – 47,9 0,864 C8H10

Paraxileno 138,3 13,3 0,861 C8H10

2. Exponha suas conclusões a respeito da iso-

meria quando uma molécula apresenta um

anel benzênico.

O aluno apresentará um texto próprio. Deve, entretanto,

mencionar que a mudança da posição do grupo metil ligado

ao anel faz que as propriedades dos compostos mudem, ca-

racterizando compostos isômeros.

Você pode explicar aos alunos que cha-

mamos de composto orto aquele que pos-

sui duas ramificações ligadas em posições

consecutivas ou vizinhas no anel benzêni-

co; de para aquele cujas duas ramificações

estão em posições opostas no anel benzêni-

co; e de meta aquele que possui duas rami-

ficações em posições que não são vizinhas

nem opostas no anel benzênico.

Com essa explicação, poderá ser retoma-

da a ideia de que diferenças nas proprieda-

des das substâncias podem ser resultantes

de diferenças nas posições das ramificações

em compostos que têm a mesma fórmu-

la molecular. Assim, você poderá retomar

também o conceito de isomeria anterior-

mente estudado.

Seria interessante desenhar na lousa duas

estruturas que podem parecer diferentes, mas

que são iguais se considerarmos as posições

das ramificações em relação ao anel benzêni-

co. Depois, pode-se perguntar aos alunos se

as estruturas são iguais ou diferentes e pedir a

eles que justifiquem as respostas.

Essa discussão deve levá-los a perceber que

não existe a posição 1,5 porque esse compos-

to é igual ao de posição 1,3 (meta), pois o anel

benzênico é um ciclo.

Dando continuidade à atividade, podem

ser sistematizados os grupos funcionais a que

pertencem os compostos de carbono, apresen-

tando as estruturas que os caracterizam.

De acordo com a orientação de

seu professor, pesquise em um

livro a estrutura característica, a

solubilidade em água e a acidez ou a basicida-

de das soluções aquosas preparadas com

substâncias pertencentes a diferentes grupos

(funções orgânicas). Pesquise também alguns

usos dessas classes de compostos.

37


Tabela 11.

Nome da função Estrutura do grupo característico

Solubilidade em água

Acidez ou basicidade da

solução aquosa

Usos e propriedades

Álcool

A solubilidade dos alcoóis diminui com o aumento da cadeia carbô-nica (metanol e etanol são solúveis em qualquer proporção); podem ser sólidos ou líquidos à temperatura ambiente dependendo do ta-manho da cadeia carbônica; os alcoóis líquidos são usados como solventes e aplicados em várias reações na indústria química.

Aldeído

Os aldeídos que apresentam massas molares pequenas são solúveis em água (as soluções assim formadas apresentarão caráter básico); apresentam odores desagradáveis; são bastante reativos; são usa-dos como solventes e como matéria-prima na fabricação de vários materiais, como plásticos e resinas, na fabricação de espelhos, na indústria de material fotográfico.

Ácido carboxílico

Os ácidos carboxílicos produzem soluções ácidas e reagem com al-coóis gerando ésteres; apresentam odor característico (os que têm até 12 átomos de carbono possuem cheiro desagradável); podem ser usados na indústria como matéria-prima para a fabricação de polímeros, ésteres, fibras têxteis etc.

CetonaAs cetonas têm solubilidade mediana em água; sua principal aplica-ção é como solvente, mas também são usadas para a fabricação de pólvora, medicamentos hipnóticos, na extração de óleo de gordu-ras e sementes; suas soluções aquosas apresentam caráter básico.

Éster

Os ésteres têm solubilidade mediana em água (os mais solúveis possuem massa molecular baixa); podem ser utilizados como sol-ventes; têm odores característicos; são importantes na indústria de perfumaria e essências artificiais e são empregados na produção de sabões.

Éter Os éteres são pouco solúveis em água e pouco reativos; são usados principalmente como solventes.

Amina

As aminas têm solubilidade mediana em água e produzem solu-ções básicas; têm grande importância biológica, pois compostos como a adrenalina, a noradrenalina, a mescalina e os aminoácidos são aminas; são usadas na indústria para o preparo de várias subs-tâncias sintéticas, a vulcanização da borracha e como tensoativos.

Amida

As amidas produzem soluções praticamente neutras; são bastante solúveis em água em decorrência de seu caráter polar, sendo mui-to utilizadas em sínteses em laboratórios, na produção de medica-

-nais com até cinco carbonos são solúveis em água.

Fenol

Os fenóis são, em geral, pouco solúveis ou insolúveis em água; pos-suem cheiro forte e característico; formam soluções aquosas com caráter ácido, mas são ácidos mais fracos do que os ácidos carbo-xílicos; são usados como desinfetantes e na produção de resinas e polímeros.

R CH2

OH

C O

H

R

O

OH

R C

C

R1

R

O

O

R1

O

R C

R CH2 NH

2

R O R1

O

NH2

R C

OH

38

É importante enfatizar que essa classifica-

ção permite um estudo mais aprofundado dos

diferentes grupos de substâncias e que os com-

postos que pertencem a cada um desses grupos

apresentam algumas propriedades comuns.


Considere os dois compostos representa-

dos a seguir e responda às questões.

butan-1-ol butan-2-ol

CH2

OH

CH2 2CHCH3 CH2

OH

CHCH3 CH3

1. Dê a fórmula molecular de cada um dos

compostos.

Os dois compostos têm a mesma fórmula molecular: C4H

10O.

2. Identifique a função orgânica presente nes-

ses compostos.

Função álcool.

3. Esses compostos podem ser considerados

isômeros? Por quê?

Sim, pois possuem a mesma fórmula molecular, mas são

substâncias diferentes, visto que a mudança de posição do

grupo OH faz que esses compostos tenham propriedades

distintas.

4. Faria sentido nomear um composto como

butan-3-ol ou como butan-4-ol? Justifique.

Não. Pode-se perceber que o composto butan-3-ol é igual

ao composto butan-2-ol e o butan-4-ol é igual ao butan-

distintos para compostos diferentes e, por convenção, usa-se

o nome no qual a numeração do grupo funcional é a menor

possível.

Essas questões recordam que compos-

tos diferentes possuem nomes diferentes e

que a numeração das cadeias é iniciada pelo

carbono mais próximo ao grupo que carac-

teriza a função. Caso os alunos tenham difi-

culdade para perceber que, por exemplo, o

composto butan-3-ol é igual ao butan-2-ol

ou que o butan-4-ol é igual ao butan-1-ol,

pode-se recorrer aos modelos tridimensio-

nais feitos com bolas de isopor. Quando

montarem as estruturas, eles perceberão

que os compostos são iguais.

O álcool etílico (etanol) e o éter dime-

tílico (metoximetano) apresentam calores

de combustão diferentes; isso se deve ao

fato de os átomos estarem arranjados de

maneira diferente apesar de terem a mesma

quantidade de carbono, hidrogênio e oxigê-

nioa. São, portanto, substâncias diferentes.

Os alunos podem ser solicitados a consul-

tar seus livros e a responder às questões a

seguir.

a Essas relações foram estudadas no volume 1 da 2a série.

39


5. A qual função orgânica pertence o etanol? E o

metoximetano? Eles são isômeros? Justifique.

O etanol pertence à função orgânica álcool e o metoxime-

tano pertence à função orgânica éter. Sim, eles são isômeros:

o etanol tem fórmula molecular (C2H

6O) igual à do éter; no

entanto, são substâncias diferentes. Isso fica claro quando se

observa que eles pertencem a funções orgânicas diferentes.

6. Escreva a fórmula estrutural do propan-1-ol

e do metoxietano. A que funções orgâ-

nicas pertencem esses compostos? Eles

são isômeros? Justifique.

CH3CH

2CH

2OH CH

3OCH

2CH

3

propan-1-ol metoxietano

álcool éter

Os compostos são isômeros, pois possuem a mesma fórmu-

la molecular (C3H

8O), mas pertencem a funções orgânicas

diferentes.

7. Discuta a afirmação: “um álcool sempre

tem um éter que é seu isômero e vice-versa”.

Um álcool com dois ou mais átomos de carbono terá um éter

como isômero. Isso é possível, pois sempre se pode rearranjar

os átomos de maneira a formar um éter e vice-versa.

As respostas às questões mostrarão aos alu-

nos possíveis isomerias de função entre alcoóis

e éteres e os ajudarão a perceber que um éter

tem sempre um álcool que é seu isômero. Para

que eles compreendam outras isomerias de

função, você pode fornecer uma lista conten-

do vários compostos orgânicos, como ácido

etanoico e metanoato de metila, propanona e

propanal. Na Lição de casa a seguir, será soli-

citado que os alunos construam a estrutura

desses compostos. Caso não consigam realizar

essa atividade em casa, pode-se recorrer aos

modelos tridimensionais com bolas de isopor,

já citados na atividade 2.

1. Preencha a tabela a seguir, inserin-

do as estruturas de cada composto.

Isômeros

Fórmula molecular Estrutura e função orgânica Estrutura e função orgânica

C2H4O2

Ácido etanoico

Função: ácido carboxílico

Metanoato de metila

Função: éster

C3H6O

Propanal

Função: aldeído

Propanona

Função: cetona

O

OH

H3C C

O

CH3C

CH3O

H

CH2

H3C C

O

O

HC

CH3

Tabela 12.

40

CH2

CH2

CH2

OHH3C

butan-1-ol

CH2

CH3

CH

OH

H3C

butan-2-ol

b) Escreva a estrutura dos compostos que

são isômeros desse álcool, mas pertencem

a outra função da Química Orgânica.

CH3CH

2CH

2 3 (metoxipropano)

CH3CH

2 2CH

3 (etoxietano)

Defina isômeros de cadeia, de po-

sição e de função e discuta as

limitações de fórmulas químicas

moleculares em se tratando de Química

Orgânica.

-

rém, que abordem os seguintes conceitos: isômeros de

cadeia são aqueles compostos que apresentam a mesma

fórmula molecular e cadeias carbônicas diferentes; isôme-

ros de posição diferem entre si apenas pela mudança de

posição de um grupo ligado à cadeia principal; isômeros de

função apresentam também a mesma fórmula molecular,

mas pertencem a funções orgânicas distintas. Professor, é

importante não exigir dos alunos uma resposta memori-

zada, mas estimulá-los a escrever com suas palavras essas

diferenças.


O estudo dos compostos isômeros permite

aos alunos construir o conceito de que isômeros

são aqueles compostos que apresentam a mesma

fórmula molecular, porém diferentes proprieda-

des, reatividades e fórmulas estruturais, poden-

do ou não pertencer à mesma função orgânica.

Também é importante que, após esta atividade,

eles saibam representar as fórmulas estruturais

com base na nomenclatura e vice-versa.

Nesta Situação de Aprendizagem será

proposto o estudo da biomassa como

alternativa energética aos combustíveis

fósseis.

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3COMPOSIÇÃO, PROCESSAMENTO E USOS DA BIOMASSA

2. Considere o composto butan-1-ol.

a) Escreva a estrutura e o nome do compos-

to que é isômero desse álcool pela mu-

dança na posição do grupo hidroxila.

Conteúdos e temas: processos de transformação, usos sociais da biomassa e questões ambientais.

Competências e habilidades: reconhecer a biomassa (e exemplos de materiais a ela pertencentes) como recurso alternativo ao uso de combustíveis fósseis; valorizar conhecimentos químicos como

41


instrumentos para a busca de alternativas energéticas; avaliar a biomassa como fonte de energia alternativa; aplicar conceitos de nomenclatura orgânica para melhor entender as informações rela-tivas à biomassa; desenvolver atitudes como saber ouvir, dialogar e argumentar.

Sugestão de estratégias de ensino: aulas expositivo-dialogadas; levantamento de ideias que os alunos já possuem sobre biomassa; pesquisa orientada por perguntas; discussão de informações pesquisa-das em roda de conversa.

Sugestão de recursos: livros, material de outras séries, jornais, revistas e internet.

Sugestão de avaliação: apresentação do material de pesquisa solicitado; apresentação dos resul-tados das pesquisas; síntese das informações pesquisadas; participação.

Tem sido amplamente divulgada na mídia

a necessidade de se usarem combustíveis que

não sejam derivados de materiais fósseis. Uma

dessas fontes – chamadas alternativas – para a

geração de energia é a biomassa. Esta Situação

de Aprendizagem propõe uma pesquisa sobre

esse tema e sua importância na sociedade atual.

A sensibilização pode ser feita pelo levan-

tamento das ideias que os alunos já possuem

sobre biomassa.

Questão para a sala de aula

1. Leia a definição de biomassa a seguir e for-

neça exemplos de materiais pertencentes à

biomassa e de combustíveis que deles po-

dem ser obtidos.

Pode ser considerado biomassa todo

recurso renovável que provém de matéria

orgânica – de origem vegetal ou animal

– tendo por objetivo principal a produ-

ção de energia. A biomassa é uma forma

indireta de aproveitamento da luz solar:

ocorre a conversão da radiação solar em

energia química por meio da fotossíntese,

base dos processos biológicos de todos os

seres vivos.

MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Biomassa. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/

energia/energias-renovaveis/biomassa>. Acesso em: 18 nov. 2013.

A Tabela 13 traz exemplos de respostas possíveis.

Matérias-primas provenientes da biomassa Biocombustíveis

Biodiesel

Cana-de-açúcar, beterraba, uva; milho e outros cereais Etanol ou bioálcool

Biogás

Tabela 13.

42

Em seguida, pode ser solicitada uma pes-

quisa sobre a importância do uso da biomas-

sa nas sociedades atuais, os possíveis materiais

que podem ser utilizados como biomassa, os

combustíveis que a biomassa pode fornecer e

as vantagens e desvantagens desse uso. Os alu-

nos, divididos em grupos, pesquisarão diferen-

tes temas. A pesquisa será realizada na internet

ou, se isso não for possível, será feita com

material e livros didáticos fornecidos por você

ou material solicitado em aula anterior. Nesse

caso, as questões orientadoras da pesquisa

devem ser apresentadas ao se fazer a solicita-

ção do material.

Sob a orientação do seu professor,

vocês vão realizar uma pesquisa

sobre o tema “biomassa”. A seguir,

algumas sugestões de questões que podem

ajudá-los no desenvolvimento da pesquisa.

Álcool combustível: Quais materiais da bio-

massa podem ser utilizados para a obten-

ção de álcool combustível? Quais produtos

são obtidos da cana-de-açúcar? Os pro-

cessos de obtenção de açúcar e de álcool a

partir da cana-de-açúcar são os mesmos?

Quanto etanol é produzido da cana-de-

-açúcar no Brasil? Qual é o processo de

obtenção do etanol usado como combus-

tível? Quais subprodutos são obtidos nes-

se processo? Quais são as vantagens e as

desvantagens do uso do etanol como com-

bustível automotivo quando comparado à

gasolina e ao gás natural?

Biogás: O que é um biodigestor? Quais

tipos de biomassa podem ser usados em

biodigestores? Quais são os produtos

obtidos no processo de biodigestão? Por

que se deve controlar o pH e a tempera-

tura do meio reacional? Por que os resí-

duos sólidos da biodigestão podem ser

considerados bons fertilizantes? Analise o

processo de obtenção do biogás e aponte

as principais dificuldades que podem ser

encontradas. Os seguintes pontos podem

ser considerados: a) a possibilidade de

interrupção do processo; b) a possibilida-

de de armazenamento; c) a distância entre

os locais de produção e de consumo; d) o

tratamento de resíduos.

Biodiesel: O que é biodiesel? Como é

obtido? Quais matérias-primas podem

ser utilizadas? Como podemos descrever

a obtenção de um biodiesel por meio de

equação química? Onde está sendo uti-

lizado/consumido? Quais são os aspec-

tos positivos e negativos que podem ser

apontados na produção e no uso do

biodiesel?

Vejam a seguir endereços de algumas pági-

nas que contêm informações sobre o tema.

(Acessos em: 18 nov. 2013.)

<http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/

pdf/05-Biomassa(2).pdf>;

<http://cenbio.iee.usp.br>;

43


<http://www.mme.gov.br/programas/

biodiesel>;

<www.cetesb.sp.gov.br/biogas/biogas/

220-pagina-inicial>;

<http://www.cepea.esalq.usp.br/especialagro/

EspecialAgroCepea_4.doc>;

<http://www.inovacao.unicamp.br/report/

entre-cortez.shtml>.

Com relação ao álcool combustível, é desejável que os alu-

nos aprendam que a cana-de-açúcar é a principal matéria-

-prima utilizada no Brasil para esse fim, mas que em outros

países são bastante utilizados outros vegetais, como milho,

beterraba e batata-doce.

Os caules da cana-de-açúcar, após ser esmagados, fornecem

o caldo e o bagaço. No caldo há um grande teor de sacarose

(dímero da glicose e da frutose).

As principais reações envolvidas na fermentação alcoólica são

a inversão da sacarose e a fermentação do monossacarídeo. As

equações adiante são representações simplificadas do proces-

so industrial de obtenção do álcool. A fermentação industrial

é certamente mais complicada do que a representada a seguir,

envolvendo diferentes intermediários. A vinhaça (subproduto

na produção do álcool) pode ser usada como fertilizante.

C12

H22

O11

� H2O C

6H

12O

6 � C

6H

12O

6

sacarose(dissacarídeo)

d-glicose(monossacarídeo)

d-frutose(monossacarídeo)

C6H

12O

6 2 C

2H

5OH � 2 CO

2

monossacarídeo etanol

invertase

zimase

Para a produção do açúcar, o caldo é coado e tratado com

cal para retirar impurezas e corrigir o pH; depois, fosfato é

adicionado, para melhorar o processo de clarificação, e o

caldo é aquecido com vapor-d’água a alta pressão. Ocorre

então a decantação seguida de filtração a vácuo. O filtrado

é evaporado (contém aproximadamente 85% de água) até se

obter um xarope amarelado, que contenha cerca de 40% de

água. Esse xarope é novamente filtrado a vácuo até atingir

um estado de supersaturação. Adicionam-se núcleos de açú-

car para que ocorra o crescimento dos cristais de açúcar. A

mistura de xarope e cristais é transferida para um cristalizador,

onde é colocada uma quantidade adicional de sacarose so-

-

as usinas de refinamento. A massa é centrifugada para a re-

moção do xarope (que é reciclado para outras cristalizações).

O líquido residual das reciclagens do açúcar é chamado de

melaço e pode ser usado como fonte de carboidratos e na

ração de gado. As tortas (resíduos) que ficam nos filtros usados

na filtração a vácuo do lodo são usadas como adubo. O baga-

ço pode ser utilizado na fabricação de papel, compensado ou

material isolante e como combustível em usinas termoelétri-

cas. O caldo da cana também pode ser consumido diretamen-

te como garapa. Como se pode perceber, praticamente todos

os resíduos da agroindústria canavieira são reaproveitados.

biogás, é um combustível gasoso semelhante ao gás

natural, constituído principalmente pelos gases metano (CH4) e

carbônico (CO2). Sua composição varia de acordo com o ma-

terial orgânico utilizado como matéria-prima e com o tipo de

tratamento anaeróbio a que é submetido. Pode conter, além

do metano (de 50% a 70%) e do gás carbônico (de 25% a 50%),

pequenas quantidades dos gases hidrogênio (H2), sulfídrico (ou

sulfeto de hidrogênio gasoso, H2S), oxigênio (O

2), nitrogênio

(N2) e amônia (NH

3).

44

O biogás é obtido pela digestão anaeróbica (realizada na au-

sência de oxigênio) de carboidratos, lipídios e proteínas en-

contrados em materiais como fezes (humanas e de animais),

palhas, bagaço de vegetais e lixo orgânico.

Esse processo é realizado por micro-organismos e pode

ocorrer em regiões pantanosas, em aterros e em outras re-

giões que apresentem condições adequadas à sobrevivência

e à atividade deles, tais como ausência de oxigênio, tempe-

raturas entre 15 °C e 45 °C, pH entre 6 e 8 (a faixa ideal está

entre 7,0 e 7,2) e umidade do material entre 90% e 95% em

massa, além da presença de nutrientes. Esses parâmetros são

necessários tanto nos locais em que o processo ocorre de

forma natural quanto nos equipamentos biodigestores; caso

contrário, a biodigestão cessará por morte ou inatividade dos

micro-organismos envolvidos.

Pode-se conduzir esse processo em equipamentos chama-

dos biodigestores, que são sistemas fechados e isolados com

aquecimento controlado, nos quais existem câmaras vedadas

para impedir a entrada de ar. Eles possuem agitadores que

permitem melhor homogeneização do substrato, o que pro-

picia maior contato deste com os micro-organismos, melhor

distribuição do calor na biomassa e maior uniformidade dos

produtos intermediários e finais da biodigestão. Existem dois

tipos principais de biodigestor: o de batelada e o contínuo

(indiano); no Brasil, o modelo contínuo foi o mais difundido

por sua simplicidade e funcionalidade.

A biodigestão, além de oferecer o biogás como produto, vem

sendo utilizada também para saneamento rural e como fonte

de biofertilizantes. Por se tratar de um processo anaeróbio, des-

trói organismos patogênicos e parasitas aeróbicos presentes nos

resíduos orgânicos sem, entretanto, reduzir seu valor fertilizante.

Muitos biodigestores são construídos em zonas rurais com

o objetivo de aproveitar resíduos vegetais e animais para a

obtenção de gás e para sanear resíduos, obtendo-se assim

biofertilizantes limpos. Nessas regiões, porém, nem sempre

a demanda de combustível é compatível com a produção

do biogás. A distribuição e o armazenamento do biogás são

processos caros e tais questões devem ser pensadas ao se

planejar a construção de biodigestores. O biogás produzido

em biodigestores construídos em aterros sanitários próximos

a centros urbanos e em estações de tratamento de esgoto

não apresenta essas desvantagens.

Com relação ao biodiesel, é importante que os alunos per-

cebam que ele é obtido principalmente pela reação de tran-

sesterificação de óleos ou gorduras. A transesterificação é a

reação do óleo ou da gordura com um álcool, em geral, eta-

nol ou metanol. Um exemplo dessa reação é representado

a seguir.

H3C

C O

O

O

CH2

CH + +3 CH3OH 3 H

3C

biodieselCH

2

O

C

O

O

C

H3C

H3C

O

OC CH3

HO

HO

HO

CH2

CH

CH2

Os óleos usados para a produção do biodiesel são obtidos

principalmente a partir de vegetais, como babaçu, palma, ma-

mona, girassol etc. O biodiesel atualmente é utilizado no Brasil

como combustível para motores de caminhões, tratores, ca-

mionetes e automóveis, entre outros, e também em motores

estacionários, como geradores de eletricidade e de calor. O

biodiesel pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel

de petróleo.

Não se espera que os alunos obtenham todas as informações

que foram descritas aqui sobre álcool combustível, biogás e

45


biodiesel, mas você pode, com elas, enriquecer a discussão

em sala de aula.

Se for possível o acesso à internet, você,

professor, pode orientar a pesquisa, aju-

dando os alunos a realizar buscas mediante

palavras-chave, como biomassa, biocombus-

tível, biodiesel, biodigestor e biogás, ou por

meio de combinações de palavras-chave para

refino da pesquisa, como álcool etílico fer-

mentação processo usinas resíduos. É tam-

bém desejável que os alunos sejam alertados

quanto ao fato de que nem todas as fontes

da internet são confiáveis e, por isso, devem

restringir a pesquisa a páginas ligadas a ins-

tituições, como agências de pesquisa, uni-

versidades, associações, jornais e revistas,

entre outras. Páginas pessoais, páginas em

que todos podem escrever suas opiniões e

páginas de perguntas e respostas não são

confiáveis. Uma sugestão útil seria consul-

tar sempre mais de uma fonte e comparar as

informações obtidas.

Para que o objetivo dessa pesquisa seja

alcançado, os alunos podem também ser orien-

tados a anotar as principais informações solici-

tadas sem se preocupar em escrever ou copiar

textos. Devem anotar o endereço eletrônico,

fornecendo inclusive a data do acesso. Caso

não haja disponibilidade de computadores

com acesso à internet, a pesquisa poderá ser

iniciada utilizando-se textos retirados da inter-

net ou de outras fontes trazidos por você e

pelos alunos.

Esta Situação de Aprendizagem pode

ser finalizada com uma roda de conversa

em que cada grupo apresentará aos cole-

gas as respostas pesquisadas. Sugere-se

também que as questões que envolvam

aspectos positivos e negativos, vantagens e

desvantagens da produção e uso das dife-

rentes fontes de energia sejam discutidas

pela turma toda. Uma discussão bastan-

te atual gira em torno de possíveis impac-

tos no abastecimento mundial de alimentos

por causa da substituição de áreas antes

destinadas à produção de alimentos por

áreas de cultivo de vegetais que serão utili-

zados na produção de biocombustíveis. As

apresentações podem ser acompanhadas

por registros na lousa das principais ideias

pesquisadas.

Caso a escola permita, pode ser proposta uma intervenção na comunidade por meio da cons-

trução de um biodigestor. Essa construção, se acompanhada de relatos de experiências reais de

obtenção de gás combustível, pode permitir a revalorização da escola como espaço para apren-

dizagens úteis, além de promover condições para uma alfabetização científica em sua dimensão

prática.

46

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 4A BIOSFERA COMO FONTE DE ALIMENTOS

PARA O SER HUMANO

Nesta Situação de Aprendizagem serão

retomadas as noções de nutrição estudadas no

Caderno de Biologia da 3a série (volume 1), no

que se refere às necessidades energéticas diárias

de indivíduos com características diferentes. Os

alunos ainda identificarão e farão uma aná-

lise quantitativa dos valores energéticos dos

componentes presentes em diferentes alimen-

tos. Serão identificadas algumas características

organolépticas comuns aos principais grupos

de alimentos (carboidratos, lipídios e proteí-

nas) e, além disso, serão estudadas as funções

orgânicas presentes nesses grupos de compos-

tos, retomando o que foi visto nas Situações de

Aprendizagem anteriores.

Espera-se também que os alunos consigam

usar os conhecimentos referentes às funções

que esses nutrientes desempenham no organis-

mo humano para fazer escolhas e tomar deci-

sões de consumo mais conscientes em relação a

dietas alimentares.


Espera-se que, ao final dessas atividades,

os alunos sejam capazes de compreender a

importância da biomassa como fonte alter-

nativa de energia. É desejável que sejam esti-

muladas atitudes de tolerância e respeito a

opiniões alheias durante a roda de conversa.

Também é importante que se incentive a fun-

damentação das opiniões com base nas pes-

quisas realizadas.

Conteúdos e temas: componentes nutricionais dos alimentos; propriedades e funções orgânicas encontradas em carboidratos, lipídios e proteínas; nutrição e saúde.

Competências e habilidades: reconhecer as funções orgânicas presentes nos diferentes grupos de ali-mentos; reconhecer polímeros, assim como os monômeros que os compõem.

Sugestão de estratégias de ensino: retomada da análise de rótulos de alimentos realizada em Biologia, focalizando os valores energéticos de cada componente e sua relação com as respectivas estruturas; discussões relacionadas às funções de cada grupo de alimentos na manutenção da vida.

Sugestão de recursos: questões; observação de estruturas; livro didático.

Sugestão de avaliação: participação em aula; realização das atividades; respostas aos exercícios.

47


Presunto de peru cozido: valor nutricionalPor unidade de peso médio, porção de 40 g (2 1/2 fatias), tal qual exposto à venda VD*

Valor calórico 38 kcal = 160 kJ 2%

Carboidratos 0,5 g 0%

Proteínas 6,4 g 9%

Gorduras totais 1,2 g 2%

Gordura saturada 0,4 g 2%

Gordura monoinsaturada 0,5 mg **

Gordura poli-insaturada 0,4 g **

Gordura trans 0 g **

Colesterol 17 mg 6%

Fibra alimentar 0 g 0%

Sódio 433 mg 18%

Atividade 1 – Estudo da composição de alimentos

A contextualização do estudo pode ser

feita com uma sondagem inicial, pedindo-se

aos alunos que citem alimentos ricos em

carboidratos, em proteínas e em lipídios.

Para a continuação da atividade, os alu-

nos podem ser divididos em três grandes gru-

pos (10 a 15 componentes), apenas para que

possam se organizar para trazer o material

necessário para a próxima aula. O primeiro

grupo estudará alimentos ricos em carboi-

dratos; o segundo estudará alimentos ricos

em proteínas; e o terceiro estudará alimentos

ricos em lipídios. Portanto, você pode pedir

a cada aluno do primeiro grupo que traga

para a aula uma embalagem de um alimento

como farinha de trigo, açúcar, macarrão ou

arroz; a cada aluno do segundo grupo, que

traga uma embalagem de um alimento como

atum, peito de peru ou presunto magro; e a

cada aluno do terceiro grupo, que traga uma

embalagem de um alimento como óleo, azei-

te ou margarina.

Como nem sempre é fácil para os alunos

conseguirem rótulos de peito de peru ou de

presunto – produtos comprados geralmente

a granel –, segue a composição média desses

dois produtos.

Tabela 14. Valores nutricionais de presunto de peru cozido. Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola a partir de rótulo de produto encontrado no mercado.* % de valores diários (VD) com base em uma dieta de 2 000 kcal ou 8 400 kJ; seus valores diários podem ser maiores ou

menores, dependendo de suas necessidades energéticas.** VD não estabelecido.

48

Presunto tipo tender: valor nutricionalPor unidade de peso médio, porção de 100 g (2 1/2 fatias), tal qual exposto à venda VD*

Valor calórico 105 kcal = 441 kJ 5%

Carboidratos 0 g 0%

Proteínas 23 g 31%

Gorduras totais 1,2 g 2%

Gordura saturada 0,4 g 2%

Gordura trans 0 g **

Colesterol 20 g 7%

Fibra alimentar 0 g 0%

Sódio 679 mg 28%

Tabela 15. Valores nutricionais de presunto tipo tender. Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola a partir de rótulo de produto encontrado no mercado.* % de valores diários (VD) com base em uma dieta de 2 000 kcal ou 8 400 kJ; seus valores diários podem ser maiores ou

menores, dependendo de suas necessidades energéticas.** VD não estabelecido.

Na aula seguinte, os alunos podem ser sepa-

rados em grupos de três ou quatro integrantes,

de forma que todos os membros de cada grupo

tenham trazido alimentos do mesmo tipo.


1. Qual é o valor energético citado na emba-

lagem que você trouxe? A qual massa de

alimento esse valor se refere? Qual é o va-

lor energético de 100 g desse alimento?

Cálculo do valor energético:

2. Quais são as porcentagens de carboidra-

tos, proteínas e lipídios (gorduras totais)

presentes no alimento analisado por

você?

O aluno deve calcular a porcentagem dos macronutrientes

a partir dos dados das embalagens. Em alguns rótulos, esses

valores já aparecem calculados.

3. Copie, na tabela a seguir, as informações

de alimentos pertencentes ao mesmo grupo

que você pesquisou, com base em diferen-

tes rótulos de embalagens.

O preenchimento da tabela dependerá dos alimentos pes-

quisados pelos alunos.

Alimentos com o mesmo componente predominante

Alimento % do componente predominante

Valor energético por 100 g do alimento

Tabela 16.

49


Alimentos com componentes predominantes diferentes

Alimento rico em % do componente predominante Valor energético por 100 g do alimento

Carboidratos

Proteínas

Lipídios

Tabela 17.

4. Compare os valores nutricionais explicita-

dos no rótulo do alimento que você trouxe

com os valores dos alimentos dos seus co-

legas que pesquisaram o mesmo grupo de

alimentos. São parecidos?

Os alunos precisam perceber que os alimentos de um mes-

mo grupo apresentam determinado macronutriente em

maior quantidade na sua composição; por exemplo, o grupo

da proteína terá a presença de proteína em maior quantida-

de, embora possa apresentar certas quantidades de gorduras

e carboidratos.

Depois de consultar os colegas que pes-

quisaram os outros dois grupos de alimentos,

os alunos podem responder a mais algumas

questões:

5. Compare as composições dos alimentos

pesquisados pelo seu grupo com as compo-

sições dos outros dois grupos de alimentos.

Quais são as diferenças nas composições dos

três grupos de alimentos estudados? Quais

são as semelhanças? Quais são os compo-

nentes predominantes em cada grupo?

Os alunos terão de concluir que os alimentos de grupos di-

ferentes possuem sempre um componente em maior quan-

tidade; por exemplo, o grupo dos alimentos de origem ani-

mal tem as proteínas como componente predominante; no

grupo das farinhas, esses componentes são os carboidratos;

e, no grupo dos óleos e das gorduras, os lipídios são predo-

minantes.

6. Complete a tabela a seguir com as informa-

ções obtidas.

Os alunos completarão a tabela com diferentes informações.

Dependendo do alimento, a porcentagem do componente

predominante pode variar, assim como o valor energético.

Espera-se, entretanto, que percebam alguma regularidade

nos valores energéticos, de acordo com o componente pre-

dominante (carboidrato, proteína ou lipídio).

7. Em uma dieta para emagrecimento, que

tipos de nutriente devem ser evitados? Jus-

tifique.

Levando-se em conta somente a quantidade de calorias dos

produtos pesquisados, deve-se evitar a ingestão excessiva de

gorduras, pois alimentos mais ricos em gorduras são em geral

mais calóricos (1 g de gordura tem valor calórico de cerca

de 9 kcal). Os alimentos ricos em carboidratos ou ricos em

proteínas são menos energéticos do que os ricos em gor-

duras (1 g de carboidrato ou de proteína tem valor calórico

aproximado de 4 kcal). Os alunos deverão concluir que todos

os alimentos devem ser ingeridos em proporções adequadas

às necessidades diárias de cada indivíduo, considerando-se

massa corpórea, tipo de atividade, idade etc.

50

Você, professor, pode também propor aos

alunos a seguinte questão:

Os diferentes tipos de alimentos têm dife-

rentes funções na manutenção da vida.

Relacione o que você estudou no volume 1

de Biologia e busque em livros quais são as

principais funções no organismo de cada

grupo de alimentos pesquisados. Pode-se eli-

minar totalmente o consumo de algum dos

grupos de alimentos? Quais as recomenda-

ções para a ingestão de cada um deles?

A análise dos dados que foram utilizados

para preencher a segunda tabela permitirá

que os alunos percebam diferenças nas carac-

terísticas dos alimentos e as relacionem com

sua classificação (o grupo cujo componen-

te predominante são os carboidratos abrange

alimentos como cereais, pães, massas e açúca-

res; o grupo cujo componente predominante

são as proteínas abrange produtos de origem

animal; e o grupo cujo componente predomi-

nante são os lipídios abrange alimentos como

óleos e gorduras).

Além disso, perceberão que o valor energé-

tico dos alimentos ricos em gordura está em

torno de 9 kcal · g�1 (37,6 kJ · g�1) e que o

valor energético dos alimentos ricos em car-

boidratos ou em proteínas está em torno de

4 kcal · g�1 (16,7 kJ · g�1).

É importante salientar que os diferentes

tipos de alimento têm diferentes funções na

manutenção da vida. Pode ser dito que, além

de servirem como fonte de energia, eles pos-

suem outras funções, como proteção e isola-

mento (no caso das gorduras) ou constituição

e manutenção das estruturas celulares (no caso

das proteínas), conforme estudado no volume

2 de Biologia (3a série).

Observe os rótulos das embalagens

dos alimentos que você costuma

consumir quando faz um passeio

ou quando come fora de casa. Compare os

valores nutricionais com os valores calóri-

cos. Você considera essa refeição (ou esse

lanche) adequada tanto em termos nutriti-

vos como energéticos? Explique. O que você

poderia modificar nessa refeição para que

ela fosse nutritiva e não excessivamente

calórica?

Os alunos deverão buscar saber qual é a quantidade caló-

rica aconselhada para seu peso e altura, dependendo das

atividades físicas desempenhadas. Devem compreender que

seu lanche faz parte do cardápio diário e avaliar se a quanti-

dade calórica inferida nesse lanche é razoável. Nos rótulos

das embalagens geralmente há informações nutricionais e

os valores diários de referência de cada componente. Deve-

rão também buscar conhecer as orientações para uma dieta

saudável e decidir se esse lanche contribui para essa dieta ou

dieta ideal, pois as pessoas são diferentes e suas necessidades

nutricionais também o são, e que há dietas que passam longe

de ser saudáveis.

O objetivo dessa atividade é conscientizar os alunos a respei-

to da alimentação saudável. Eles podem modificar suas dietas

buscando consumir diferentes tipos de alimento, com dife-

rentes valores nutricionais e quantidades calóricas adequadas

às suas necessidades específicas.

51


Atividade 2 – Estudo das estruturas de lipídios, carboidratos e proteínas

Nesta atividade serão identificadas as fun-

ções orgânicas que podem ser encontradas

nos carboidratos, nos lipídios e nas proteínas

a partir da observação de suas estruturas.

O estudo pode ser iniciado com o grupo dos

carboidratos. Para tanto, sugere-se que os alunos

observem as estruturas da glicose e da frutose.


Observe a estrutura da glicose e a da fruto-

se e responda às questões propostas.

OH

C

H

OH

OH

OH

H

HO

H

H

H

C

C

C

C

C

H

HO

Glicose(cadeia aberta)

Frutose(cadeia aberta)

OH

H

O

H

OH

OH

H

HO

H

H

C

C

C

C

C

OHH C

H

2. Identifique nas estruturas as funções or-

gânicas presentes. São as mesmas para as

duas substâncias? Justifique.

As duas estruturas possuem a função álcool; no entanto, uma

(a da glicose) possui a função aldeído e a outra (a da frutose)

possui a função cetona.

3. Comente a frase: “Cada substância pode

apresentar somente uma função orgânica”.

Observando-se a estrutura da glicose e da frutose percebe-

-se que cada uma delas possui duas funções orgânicas di-

ferentes, o que mostra que uma substância pode apresentar

mais de um grupo funcional em sua estrutura.

4. Lembre-se do que foi estudado na 2a série

sobre interações intermoleculares. Você di-

ria que esses compostos tendem a ser solú-

veis ou insolúveis em água? Justifique.

Esses compostos tendem a ser solúveis, pois apresentam gru-

pos OH que podem formar ligações de hidrogênio com a

água, facilitando a solubilização.

Neste momento, pode ser introduzido o

conceito de polímero. Inicialmente, pode-se

perguntar aos alunos se já ouviram falar de

polímeros e se conhecem algum exemplo des-

se tipo de material.

5. “Polímero é um material de alta massa

molecular cuja estrutura consiste na repe-

tição de unidades chamadas monômeros.”

Considerando essa definição e as estru-

turas a seguir, pode-se dizer que o amido

é um polímero? Justifique.

1. A que grupo de alimentos estudado per-

tencem a glicose e a frutose?

Grupo dos carboidratos.

52

Lipídio A:trilaurato de glicerina ou triundecanato de glicerina

Lipídio B: α-cis-oleato β-trans-elaidiato

ν-estearato de glicerina

H3C

H3C

H3C

O

H

H

H

H

C O CH2OC O CHOC O CH2

O

C O CH2H3C

H3C

H3C

O

C O CH

O

C O CH2

Glicose (cadeia fechada)

H OH

H

H

OH

CH2 OH

OH

H

OH

HO

Amido

H

H

OH

CH2 OH

OH

OHH H

O H

O

H

H

OH

CH2 OH

OH

OHH

H

OH

HO

H

HH

H

CH2 OH

OH

OHHO

H

CH2

OH

OHHO

O

HH

H

O

O amido é considerado um polímero, pois é formado pela

repetição de unidades de glicose.

O polietileno e o poliéster são

polímeros. Busque a estrutura des-

ses compostos e reconheça os

monômeros que lhes dão origem.

Diversas informações podem ser obtidas nesta pesquisa. O

importante é que os alunos reconheçam que se trata de po-

límeros, ou seja, que há uma estrutura que se repete.

Questões para a sala de aula (continuação)

6. Observe as estruturas a seguir e responda:

a) Qual é a função orgânica presente nes-

ses lipídiosa?

Função éster.

b) Considerando o que foi estudado na 2a

série sobre interações intermoleculares,

os lipídios devem ser solúveis ou insolú-

veis em água? Justifique.

a Esses lipídios são chamados de triacilgliceróis (ou triglicérides). Há também outros tipos de lipídios, como os glicerofosfolipídios (ou fosfolipídios), os glicolipídios e os esteroides.

53


Os lipídios devem ser insolúveis, pois apresentam lon-

gas cadeias carbônicas − que são apolares − e, portan-

é polar.

c) Observando as representações, você di-

ria que o lipídio A é saturado ou insatu-

rado? E o lipídio B? Justifique.

O lipídio A é saturado, pois só possui ligações simples entre

carbonos; já o lipídio B é insaturado, pois possui ligações du-

plas entre carbonos.

A isomeria cis-trans pode ser relembrada

e relacionada à gordura trans, atualmente em

grande evidência.

Se possível, faça o experimento da produ-

ção do sabão. Um procedimento é detalhado

no livro: SÃO PAULO (Estado). Secretaria da

Educação/Coordenadoria de Estudos e Normas

Pedagógicas. Subsídios para a implementação da

proposta curricular de Química para o 2o grau.

Coordenação Marcello de Moura Campos. São

Paulo: SE/CENP/Funbec, 1979.

Antes de prosseguir, pode-se dizer que as

proteínas são polímeros formados por cente-

nas de aminoácidos.

7. Observe as estruturas a seguir e responda

às questões propostas.

a) Identifique as funções orgânicas pre-

sentes nos aminoácidos representados.

Amina e ácido carboxílico.

b) Com base na resposta anterior, procure

explicar o porquê do nome aminoácido.

Os aminoácidos possuem esse nome porque neles sempre

estão presentes as funções amina e ácido carboxílico ligadas

a um mesmo carbono.

Para que os alunos construam o conheci-

mento de como os aminoácidos se ligam para

formar as proteínas, há de se discutir as ligações

peptídicas. Inicialmente, pode ser abordada a

formação de um peptídeo. Os alunos deverão

perceber que o grupo carboxila de um amino-

ácido interage com o grupo amino de outro

aminoácido, ocorrendo a eliminação de uma

molécula de água.

Você pode apresentar a ligação peptídica

entre os aminoácidos alanina e lisina – antes de

generalizar a equação – e mostrar que o gru-

po carboxila da alanina pode interagir com o

grupo amino da lisina, formando uma ligação

peptídica com a eliminação de uma molécula

54

de água. Pode então apontar que é possível que

o grupo amino da alanina interaja com o gru-

po carboxila da lisina, também formando uma

ligação peptídica, e que o peptídeo formado

neste caso é diferente do anterior.

Deve ser ressaltado que os peptídeos assim

formados apresentam em suas estruturas pelo

menos um grupo amino e um grupo ácido ter-

minais, que podem, por sua vez, reagir com

outros aminoácidos e formar cadeias polipep-

tídicas contendo centenas ou mesmo milha-

res de aminoácidos, ou ainda, como ressaltam

os professores Marzzoco e Torresb, contendo

até milhares de resíduos de aminoácidos, visto

que, a cada ligação peptídica formada, uma

molécula de água é eliminada.

8. Explique o que é uma ligação peptídica.

Os alunos explicarão com suas palavras. Precisam notar que

ligação peptídica é a ligação de um grupo carboxila de um

aminoácido que interage com o grupo amino de outro ami-

noácido, ocorrendo a eliminação de uma molécula de água.

9. As ligações peptídicas ocorrem sempre

entre dois aminoácidos. Nesse tipo de li-

gação, o grupo amino ligado ao carbono

� de um aminoácido reage com o grupo

carboxílico ligado ao carbono � de outro

aminoácido liberando uma molécula de

água. Os aminoácidos alanina (Ala) e lisi-

na (Lys) podem formar os compostos Ala-

-Lys e Lys-Ala, que diferem apenas quan-

to à ordem dos aminoácidos. Sabendo que

o grupo carboxílico do aminoácido escrito

em primeiro lugar liga-se ao grupo amino

do aminoácido escrito em segundo lugar,

escreva as equações que podem represen-

tar a formação dos compostos Ala-Lys e

Lys-Ala. As fórmulas da alanina e da lisi-

na foram apresentadas na questão 7.

As representações solicitadas são apresentadas a seguir.

b MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. p. 17.

+

+

alanina

H2O

H2O

alanina

lisina

lisina

C CO

O- CH3

H3N

H

CH3

C CO

O-H3N+

H

ligação peptídica

CH2

CH2

CH2

CH2

C

H3N

CH3

C C

O

CO

O-H3N N

= –

H+

+

H

CH2

CH2

C CO

O-H3N+

+

+H

CH2

CH2

H3N


CH2

CH2

C CN

H

C

O

CO

O-CH3

H3N

+

H

H

H

CH2

CH2

H3N

CH2

C CO

O-H3N+ + +

+

H

CH2

CH2

CH2

H3N

55


Desafio!

Os polímeros formados no exercício 9 são

chamados dipeptídios, pois neles se encontram

dois aminoácidos ligados por ligação peptídica.

Quando o número de aminoácidos de um pep-

tídio é igual a três, dizemos que se trata de um

tripeptídio e assim por diante. Polipeptídios são

polímeros formados por vários aminoácidos.

Repare que, independentemente do número de

aminoácidos que formam os peptídios, estes

apresentam, em cada uma de suas extremida-

des, um grupamento amino e um grupamento

ácido livres. Proteínas são formadas por uma

ou mais cadeias polipeptídicas e desempenham

funções específicas no nosso organismo.

Considere, como você estudou nas aulas de

Biologia da 2a série (Situação de Aprendizagem

-H+

+H+C H

COOH

R

+ C H

COO-

R

NH+3 C H

COO-

R

NH2

-H+

+H+NH3

+H N+3 C

R1

H

O-C

O

R2

HH

H

H N+ C O-C

OH2O

C C N C C

R1 H R2

H HO

H3N+

O

O-


Os alunos poderão então ser informados

de que as proteínas encontradas nos seres

vivos são formadas por uma ou mais cadeias

polipeptídicas que contêm diferentes combi-

nações de 20 aminoácidos diferentes. Uma

molécula de proteína pode conter de 50 até

milhares de combinações distintas desses

20 aminoácidos. Esses 20 aminoácidos dife-

rem entre si pela estrutura das cadeias late-

rais ligadas ao carbono , que é o carbono ao

qual se ligam o grupo amino e o grupo carbo-

xila. Caso haja interesse, as estruturas dos 20

aminoácidos podem ser facilmente encontra-

das em livros didáticos de Biologia, em livros

de Bioquímica e em páginas da internet. As

funções e, consequentemente, a importância

das proteínas nos organismos vivos são estu-

dadas em Biologia.

Seria também conveniente mostrar aos alu-

nos que os grupos amino e carboxila ligados

ao carbono dos aminoácidos podem se apre-

sentar protonados ou não, dependendo do

pH do meio. A síntese proteica ocorre em

ambientes com valores de pH por volta de

7,4. Os aminoácidos, nessas condições, apre-

sentam-se como íons dipolares. Mais infor-

mações podem ser encontradas em livros de

Bioquímica.

56

4 do volume 2), que as proteínas são sintetiza-

das nos organismos vivos de acordo com um

código determinado pelos genes. Considere

também as equações que você escreveu na res-

posta à questão 9.

Agora, comente a frase dos professores

Anita Marzzoco e Bayardo Torres:

“[...] Nos seres vivos, a união dos aminoáci-

dos por ligação peptídica não é feita por reação

direta entre eles, mas através de um complexo

aparato de síntese proteica, que inclui ribosso-

mos, ácidos ribonucleicos, várias proteínas e enzi-

mas. A equação é apenas um esquema didático

para descrever a formação da ligação peptídica.”

MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara

Koogan, 2007. p. 17.

que percebam que a produção de proteína em um orga-

nismo vivo não acontece por reação direta entre aminoá-

cidos. Uma proteína só é produzida nos organismos vivos

por meio do processo de síntese proteica, que envolve

proteína é uma estrutura muito mais complexa do que

apenas ligações peptídicas entre aminoácidos.

Como atividade, você pode apresentar

algumas estruturas de diferentes compostos,

pertencentes a diferentes funções orgânicas,

e pedir aos alunos que as identifiquem e que

apontem os grupos funcionais característicos.

Procure em livros de Biologia,

Bioquímica ou mesmo na internet a

estrutura de outros aminoácidos

diferentes da alanina e da lisina. Escolha três

desses aminoácidos e escreva duas equações

químicas que representem possíveis intera-

ções entre eles que formem um peptídio. Não

se esqueça de colocar o nome dos aminoáci-

dos que você escolheu.

Para responder a essa questão existem várias possibilidades,

tendo em vista a existência de 20 aminoácidos diferentes. Uma

das possibilidades está descrita a seguir, na forma não ionizada.

57


Atividade optativa – Isomeria óptica

A compreensão desse tipo de isomeria nem sempre é fácil, pois exige certa habilidade de visuali-

zação espacial. Caso se decida por esse estudo, ele pode ser contextualizado a partir da informação

de que existem duas conformações do gliceraldeído e que, por algum motivo não muito bem escla-

recido, somente uma delas, o D-gliceraldeído,

participa e intervém na composição e no meta-

bolismo das células de muitos seres vivos1. Os

alunos podem ser informados de que as duas

conformações do gliceraldeído apresentam as

mesmas propriedades, como temperaturas de

fusão e de ebulição, densidade, solubilidade etc.

Fica a pergunta: no que diferem? D-gliceraldeído

CH2OH

H O

H

C

C OH

CH2OH

H O

HO

C

C H

L-gliceraldeído

1 Pode também ser lembrado o problema causado pelo medicamento talidomida. Esse fármaco foi comercializado nos anos 1960 com o objetivo de tratar náuseas, comuns no período inicial da gravidez. O medicamento era composto por uma mistura dos dois isômeros ópticos em proporções iguais (mistura racêmica). O que não se sabia na época era que apenas um dos isômeros (a conformação dextrógira) tinha as propriedades terapêuticas desejadas, e o outro (a conformação levógira) era teratogênico, ou seja, causava má-formação em fetos. O uso da talidomida levou ao nascimento de milhares de crianças com má-formação, principalmente em braços e pernas.

Para finalizar a Situação de Aprendizagem,

pode-se estimular os alunos a refletirem sobre

as pirâmides alimentares e as decisões relati-

vas à nossa nutrição.

A professora Sonia Tucunduva

Philippi, do Departamento de Nu-

trição da Faculdade de Saúde

Pública da USP, é contra a pirâmide proposta

pela Universidade de Harvard, na qual as

gorduras estariam na base. O clínico-geral

Paulo Olzon Monteiro da Silva, chefe da clí-

nica médica da Universidade Federal de São

Paulo (Unifesp), é a favor; e Marcio Mancini,

presidente da Sociedade Brasileira de

Endocrinologia e Metabologia, concorda em

termos com a posição dos especialistas de

Harvard. (Veja reportagem disponível em:

<http://www1.folha.uol.com.br/folha/equili

brio/noticias/ult263u4125.shtml>; acesso em:

18 nov. 2013.) O que precisamos conhecer

para tomar decisões relativas à nossa nutri-

ção? Como tomar decisões sobre o consumo

de alimentos? Esse tipo de discussão, quando baseada em informações,

permite aos alunos perceber que o conhecimento científico

é construído pelo ser humano, sofrendo, portanto, influên-

cias de sua cultura, do momento histórico em que vive, do

meio em que vive, do conhecimento disponível na época e

do que cada um acredita. Espera-se que este tipo de discus-

são permita aos alunos entender que o conhecimento cien-

tífico não é sinônimo de conhecimento verdadeiro, absoluto

e imutável. Em face de situações-problema, cidadãos críticos

devem aplicar conhecimentos para julgar, fazer escolhas e

propor alternativas. Isso é feito em conjunto com outras pes-

fundamentadas, por vezes, em conhecimentos conflitantes

com os nossos, mas que nem por isso têm menos valor.

58

Pode-se mostrar que esses compostos são como

imagens um do outro em um espelho, não podendo

ser superpostas.

Para que entendam que os L isômeros desviam a

luz polarizada para a esquerda e que os D isômeros

a desviam para a direita, os alunos terão de enten-

der o que é uma luz polarizada. Esse entendimento

pode ser concretizado por meio de uma demons-

tração usando duas ripas de madeira coladas de

maneira a formar uma fenda vertical não muito

larga (veja a figura ao lado) e um barbante ou cordi-

nha com um diâmetro muito parecido com a largura

da fenda. A cordinha deve ser colocada através da

fenda e balançada na mesma direção da abertura.

Os alunos poderão verificar que as ondas atraves-

sarão a fenda formada entre as ripas. A cordinha deve então ser balançada em outras direções,

para que se possa verificar que as ondas que não coincidem com a direção da fenda não passam

para o outro lado. Lembre-os de que a luz pode ser entendida como ondas e que fontes lumino-

sas irradiam essas ondas em todas as direções; caso se deseje que as ondas se propaguem em uma

só direção, devem ser polarizadas. Figuras sobre polarímetros e representações de ondas lumino-

sas incidindo sobre eles podem ser apresentadas; tais figuras são encontradas em muitos livros

de Física e de Química para o Ensino Médio.

Os alunos poderão entender que, ao se incidir uma luz polarizada no D-gliceraldeído, esse plano

é desviado para a direita. O L-gliceraldeído desvia o plano de luz polarizada para a esquerda.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado Lamas especialmente para o São Paulo faz escola.

Tábuas formandouma fenda

Barbante oucordinha

© A

ndré

Sal

vati

erra

S. S

anto

s

Figura 4.


É desejável que os alunos, realizando as

atividades propostas, consigam identificar

as funções orgânicas presentes nos compos-

tos pertencentes aos grupos dos carboidratos,

das proteínas e das gorduras. As respostas das

questões propostas foram discutidas ao longo

do texto.

Neste momento do curso, podem-se reto-

mar os assuntos já abordados, por meio dos

exercícios a seguir.

59


1. (Fuvest – 1991) Na vitamina K

(fórmula a seguir) reconhece-se o

grupo funcional:

H3C

CH3

OH

H

C

H

H

C C

maturação. Para isso, sintetizam substân-

cias voláteis que os atraem. Um exemplo

desse tipo de substâncias é o 3-penten-2-ol,

encontrado em algumas variedades de man-

ga, morango, pêssego, maçã, alho, feno e até

mesmo em alguns tipos de queijo como, por

exemplo, o parmesão. Alguns dos seus isô-

meros atuam também como feromônios de

agregação de certos insetos. Sabendo que o

3-penten-2-ol apresenta isomeria cis-trans,

desenhe a fórmula estrutural da forma trans.

A estrutura que representa o aminoácido

valina é:

a) (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH.

b) (CH3)2CHCH(NH2)COOH.

c) HOCH2(CH3)CHCH(NH2)COOH.

d) CH3CH(CH3)CHCH(NH2)COOH.

e) CH3CH(NH2)COOH.

CH3

O

O

a) ácido carboxílico.

b) aldeído.

c) éter.

d) fenol.

e) cetona.

2. (Comvest/Vestibular Unicamp – 2005 –

adaptada) As plantas necessitam se comu-

nicar com insetos e mesmo com animais

superiores na polinização, frutificação e

3. (Vunesp – 2005) As proteínas constituem a

maior parte dos componentes não aquosos

e apresentam uma variedade de funções nas

células. As ligações peptídicas possíveis en-

tre os 20 aminoácidos são responsáveis pela

formação das proteínas. Esse tipo de liga-

ção ocorre na reação química seguinte, que

representa a síntese de um dipeptídeo:

60

4. (Enem – 2000) Para compreender o proces-

so de exploração e o consumo dos recursos

petrolíferos, é fundamental conhecer a gê-

nese e o processo de formação do petróleo

descritos no texto a seguir.

“O petróleo é um combustível fóssil, ori-

ginado provavelmente de restos de vida

aquática acumulados no fundo dos ocea-

nos primitivos e cobertos por sedimentos.

O tempo e a pressão do sedimento sobre

o material depositado no fundo do mar

transformaram esses restos em massas vis-

cosas de coloração negra denominadas

jazidas de petróleo.”

Adaptado de: TUNDISI, Helena da Silva F. Usos de

energia. São Paulo: Atual, 1991. p. 11.

As informações do texto permitem afirmar

que:

a) o petróleo é um recurso energético reno-

vável em curto prazo, em razão de sua

constante formação geológica.

b) a exploração de petróleo é realizada

apenas em áreas marinhas.

c) a extração e o aproveitamento do petró-

leo são atividades não poluentes dada

sua origem natural.

d) o petróleo é um recurso energético dis-

tribuído homogeneamente, em todas

as regiões, independentemente da sua

origem.

e) o petróleo é um recurso não renovável

em curto prazo, explorado em áreas

continentais de origem marinha ou em

áreas submarinas.

5. (Fuvest – 1980) Quantos compostos dife-

rentes estão representados pelas seguintes

fórmulas estruturais?

Br

BrBr

Br

Br

Br

Br

Br

Br

Br

BrBr BrBr

Br

Br

BrBr

a) 6.

b) 5.

c) 4.

d) 3.

e) 2.

61


Conteúdos e temas: ciclos biogeoquímicos; regiões da atmosfera e suas características; poluentes at-mosféricos e tempo de residência – seus efeitos sobre o ambiente e sobre os seres vivos; transformações químicas na atmosfera.

Competências e habilidades: buscar, selecionar e organizar informações em fontes diversas sobre proble-mas de poluição; aplicar conhecimentos sobre fontes de emissão de gases poluentes e problemas por eles causados para promover ações solidárias.

Sugestão de estratégias de ensino: pesquisa de informações em periódicos, livros didáticos e paradidáti-cos; aulas expositivo-dialogadas.

Sugestão de recursos: livros didáticos e paradidáticos; materiais de outras séries.

Sugestão de avaliação: apresentação de tarefas; participação nas aulas.

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 5 DESEQUILÍBRIOS AMBIENTAIS CAUSADOS PELA INTRODUÇÃO

DE MATERIAIS NA ATMOSFERA


retomados e aprofundados conhecimentos

relativos aos impactos causados na atmosfera

por atividades humanas, já estudados em mo-

mentos anteriores. Consequências como a in-

tensificação do efeito estufa, a chuva ácida e

a diminuição da espessura da camada de

ozônio serão relacionadas à introdução de

determinadas substâncias químicas na at-

mosfera. Algumas transformações químicas

envolvidas serão retomadas e outras serão

estudadas pela primeira vez. Destaca-se aqui

o papel ecológico do ar atmosférico como

distribuidor, para todos os recantos do pla-

neta, dos componentes indispensáveis à vida:

o gás oxigênio, utilizado na respiração dos

seres vivos; o dióxido de carbono, utilizado

na fotossíntese; o nitrogênio, presente na

composição das proteínas; e a água, presente,

em seu ciclo natural, no ar atmosférico sob a

forma de vapor.

Com esse estudo, pretende-se subsidiar os es-

tudantes com conhecimentos que os tornem ap-

tos a ver, de uma nova óptica, a intervenção do

ser humano na natureza, em busca de seu bem-

-estar e de sua sobrevivência, levando em con-

ta também os impactos ambientais decorrentes

dessa intervenção; mostrar a necessidade de mu-

dança de estilo de vida e estimular a compreen-

são de que não se deve pensar somente no bem-

-estar e na sobrevivência da espécie humana,

mas também na sobrevivência do próprio pla-

neta. Com isso, a intenção é alcançar certo grau

de conscientização que permita aos estudantes

avaliarem por si mesmos os diferentes proble-

mas a ser enfrentados e a contribuição que cada

um pode e deve dar para as suas soluções.

62

Atividade 1 – Os ciclos da matéria e a existência de vida no planeta

Esta é uma atividade introdutória, cujo

objetivo é desenvolver ideias capazes de

oferecer aos alunos certo grau de conscien-

tização que lhes permita compreender o im-

portante papel do ar na troposfera (camada

da atmosfera mais próxima da superfície

terrestre) nos chamados ciclos biogeoquí-

micos – ciclos simultaneamente biológicos,

geológicos e químicos –, os quais formam

os pilares básicos da vida e da sobrevivência

do ser humano.

A figura a seguir ilustra o acoplamento dos

ciclos do carbono, do nitrogênio e da água.

Como se pode observar, não foram estabele-

cidas todas as relações, mas fez-se um recor-

te para que o ciclo do nitrogênio pudesse ser

mais bem compreendido.

Com a intenção de criar condições para que

os alunos assumam o centro da atividade educa-

tiva, como agentes de seu aprendizado, pode-se

iniciar a discussão do que a figura representa,

propondo-lhes que a analisem e procurem cor-

relacionar as informações ali fornecidas, respon-

dendo às questões formuladas para esse fim.

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Figura 5. Acoplamento dos ciclos do carbono, do nitrogênio e da água.

calcário

fotossíntese

H2O

CO2(g)

CO2(g)

H2O

N2(g)

transpiração

amôniaamônia

nitritos

evaporação

transpiração

queimadas

respiração

organismos em decomposição

respiração

fotossíntese

bactériasdenitri cantes

uréia

bactériasadoras

nitratos

decompositores

ureia

petróleo

bactérias

63


A classe pode ser dividida em grupos e

cada um deles responderá a uma ou duas das

questões propostas, em um limite de tempo

estabelecido. Após esse tempo, você poderá

iniciar uma discussão, solicitando a cada gru-

po que apresente suas respostas e esclarecen-

do o que for necessário. A análise da figura e

a discussão das questões visam permitir que

os alunos organizem suas ideias a respeito de

alguns ciclos biogeoquímicos e que percebam

que eles se inter-relacionam, o que possibili-

tará melhor compreensão das consequências

da emissão de gases para o equilíbrio entre os

ciclos.


1. A vida, pode-se dizer, está continuamente

sendo recriada a partir dos mesmos áto-

mos – carbono (C), hidrogênio (H), oxigê-

nio (O) e nitrogênio (N) –, presentes nos

principais constituintes da matéria viva:

água, carboidratos, gorduras, proteínas e

ácidos nucleicos. Assim, esses átomos fa-

zem parte de um ciclo permanente. Ana-

lise a Figura Acoplamento dos ciclos do

carbono, do nitrogênio e da água e iden-

tifique, observando o sentido das setas, os

materiais que são removidos da atmosfera

e os que são a ela reconduzidos. Identifi-

que também as suas fontes e os processos

envolvidos. Nessas trocas, o que foi possí-

vel observar? Que espécies químicas cons-

tituem esses materiais?

A análise da ilustração mostra que:

-

densação e precipitação na forma de chuva; o nitrogênio,

por fixação com o auxílio de bactérias fixadoras na forma de

nitratos, nitritos e amônia; e o CO2, pela fotossíntese e pela

formação e dissolução de rochas e sedimentos;

2, resultante da com-

bustão de combustíveis fósseis, de emanações vulcânicas e

da respiração de animais e plantas; o N2, pela desnitrificação

da matéria orgânica; e o vapor-d’água, pela transpiração que

ocorre nas folhas dos vegetais e pela evaporação da água dos

diferentes corpos de água do planeta, formando nuvens.

Assim, a partir da análise feita, foi possível observar que os ga-

ses CO2, N

2 e O

2 e o vapor de H

2O, formados pelos mesmos

átomos que constituem a matéria viva (C, H, N e O), são con-

tinuamente reciclados.

2. Os processos mostrados na ilustração a

seguir podem ser inseridos na figura que

apresenta o acoplamento dos ciclos do

carbono, do nitrogênio e da água. Preen-

cha adequadamente os retângulos em

branco, identificando os processos envol-

vidos. O que mostra essa ilustração? A

partir dela, descreva um dos processos de

transporte do dióxido de carbono (CO2) e

explique como ele é absorvido e recondu-

zido à atmosfera.

O ciclo esboçado a seguir refere-se a algumas das rotas do

CO2 na atmosfera. O dióxido de carbono presente na atmos-

fera é removido dela por meio da fotossíntese, que envolve

a sua interação com o vapor-d’água atmosférico e com a

energia solar absorvida pela clorofila, transformando-se em

carboidratos, como a glicose. No decorrer da respiração de

animais e plantas, a glicose é transformada, liberando energia

e CO2, que é reconduzido à atmosfera.

64

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Dióxido de carbono na atmosfera

Hidrosfera

Morte

Formação de materiais usados como combus-tíveis: madeira, carvão, petróleo, gás natural

Decomposição de matéria orgânica

Chuva ácida

Chuva ácida e fotossínteseRespiração

vegetalRespiração animal

Combustão da madeira

Figura 6.

3. Quais processos naturais podem estar as-

sociados à produção de dióxido de car-

bono e podem contribuir para alterar a

concentração desse gás na atmosfera?

Que atividades humanas podem estar

associadas à emissão de CO2 e também

contribuir para alterar a composição da

atmosfera? Como? Utilize uma equação

química capaz de representar o processo

de produção desse gás.

Além das queimadas, outros processos naturais tendem a au-

mentar a concentração de CO2 na atmosfera, como as erupções

vulcânicas, que lançam na atmosfera gases tóxicos e partículas de

-

dades humanas associadas à emissão de CO2, os alunos podem

-

dos em motores automotivos e no aquecimento em indústrias e

em termoelétricas. Um exemplo é a queima da gasolina:

2 C8H

18(g) � 25 O

2(g) 16 CO

2(g) � 18 H

2O(g) � energia.

4. Analisando a figura da questão 2, discuta

o que pode acontecer se forem destruídas

grandes áreas florestais. Como isso pode

afetar a composição da atmosfera?

A eliminação de árvores reduz a fotossíntese: menos CO2 será

removido da troposfera e, como consequência, sua concen-

tração na atmosfera tende a aumentar.

5. Descargas elétricas na atmosfera forne-

cem a energia necessária para a ocorrência

de transformações químicas que resultam

na fixação do nitrogênio na forma de ni-

tratos. Localize, na Figura Acoplamento

dos ciclos do carbono, do nitrogênio e da

água, esse trajeto do nitrogênio e repre-

sente, por equações químicas, as transfor-

mações envolvidas nesse processo.

De acordo com a ilustração, bactérias fixadoras e descar-

gas elétricas fixam o nitrogênio atmosférico, formando

65


compostos nitrogenados. Após sua formação, esses com-

postos podem ser arrastados por correntes de ar, dissolver-

-se na água presente na atmosfera e atingir solos e águas

sob a forma de chuva ácida.

N2(g) � O

2(g) 2 NO(g)

2 NO(g) � O2(g) 2 NO

2(g)

2 NO2(g) � H

2O(l) HNO

2(aq) � HNO

3(aq)

6. O esquema a seguir representa uma das rotas

do elemento enxofre (S) na atmosfera. Des-

creva o trajeto do elemento enxofre, presen-

te no composto sulfeto de hidrogênio (H2S),

quando ele é introduzido na atmosfera, sofre

transformações e é reconduzido ao solo. Uti-

lize equações químicas quando necessário.

Figura 7.Nota: O (NH4)2SO4 forma-se pela interação entre H2SO4 e NH3 presentes na atmosfera. As fontes de NH3 atmosférico são a decomposição enzimática da ureia (urina, excrementos), a queima de biomassa e as perdas durante a aplicação e a produção de fertilizantes.

Atmosfera

H2S SO2 SO3 H2SO4 (NH4)2SO4

H2S da indústria

Decomposição de matéria orgânica

SO2 da indústria

SO2 vulcânico

SO2 na água da chuva

SO2 nas folhas

H2SO4 na água da chuva

(NH4)2SO4 na água da chuva

Superfície terrestre

Numa primeira etapa, o H2S proveniente da decomposição da ma-

téria orgânica ou de alguma indústria sofre transformação com a

formação de SO2(g), que reage com o oxigênio, formando SO

3(g).

2 H2S(g) � 3 O

2(g) 2 SO

2(g) � 2 H

2O(g) (1)

2 SO2(g) � O

2(g) 2 SO

3(g) (2)

O SO3, sendo muito solúvel em água, ao se dissolver, inte-

rage com o vapor-d’água, formando H2SO

4 (equação 3),

que, por sua vez, interagindo com a amônia, proveniente da

decomposição da ureia (de urina e excrementos animais),

da queima de biomassa e de perdas durante a produção de

fertilizantes, forma o sulfato de amônio (equação 4), que é

reconduzido ao solo pela água da chuva.

SO3(g) + H

2O(g) H

2SO

4(aq) (3)

H2SO

4(aq) + 2 NH

3(g) (NH

4)

2SO

4(aq) (4)

É bem provável que os alunos tenham difi-

culdades em responder às questões. O que se

pretende é que eles percebam que a atmosfera,

em razão da concentração de gás oxigênio, é

um ambiente propício à ocorrência de transfor-

mações de oxidação, em que os gases nitrogê-

nio, oxigênio e dióxido de carbono são produ-

zidos e reconduzidos para lá. Ou seja, há uma

troca contínua das moléculas desses gases entre

66

a atmosfera, o solo, os oceanos e os organismos

vivos, porém essa troca ocorre de tal maneira

Desafio!

O gás natural pode conter pequena quanti-

dade de gás sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico,

H2S). Este deve ser retirado antes de o gás ser dis-

tribuído, pois, além de acelerar a corrosão dos

tubos de distribuição, também produz dióxido

de enxofre (SO2) ao ser queimado. Considere

48 000 m3 de gás natural contendo 1% (em

volume) de H2S. Que volume de SO2 será liberado

para a atmosfera na combustão total desse gás?

Escreva a equação química da queima do gás sul-

fídrico. Leve em conta que, nas condições dessa

queima, 1 mol de gás ocupa 24 L.

Representando a transformação do H2S em SO

2 pela sua

equação, temos:

2 H2S(g) � 3 O

2(g) 2 H

2O(g) � 2 SO

2(g)

1% de 48 000 m3 = 480 m3 de H2S ou 480 000 L de H

2S.

Considerando que, a 25 oC e 1 atm, 1 mol de qualquer gás

ocupa o volume de 24 L, tem-se: 480 000/24 = 20 000 mol

de H2S.

Pela leitura da equação, 1 mol de H2S produz 1 mol de SO

2.

Assim, será lançada na atmosfera uma quantidade de SO2

igual a 20 000 mol de SO2. Como o volume molar é o mes-

mo para todos os gases, nas mesmas condições de tempera-

tura e pressão, 20 000 mol correspondem a 480 000 L de SO2

ou 480 m3 desse gás.


Nesta atividade é importante que o aluno

compreenda a troposfera como a camada at-

mosférica mais próxima da Terra, onde ocor-

rem os ciclos biogeoquímicos (do carbono,

do nitrogênio e da água), e que reconheça

os principais constituintes da matéria viva,

como a água, os carboidratos, as gorduras,

as proteínas e os ácidos nucleicos.

que as respectivas quantidades desses gases no

ar permanecem praticamente constantes.

O ciclo esboçado na questão 2 corresponde

a algumas das rotas do CO2 na atmosfera. Os

alunos podem identificar na figura o processo

de respiração animal e vegetal, a combustão

da madeira e a decomposição da matéria orgâ-

nica, bem como associá-los aos ciclos biogeo-

químicos. Para que a troca de moléculas na at-

mosfera seja bem compreendida, ao discutir a

questão, podem-se tomar a fotossíntese e a res-

piração como exemplos. Algumas informações

sobre esses processos encontram-se a seguir.

Fotossíntese e respiração

A fotossíntese é um processo celular realizado por algas, por plantas e por certas bactérias, o qual

consiste na obtenção de açúcares a partir de CO2 e H2O, usando a energia solar absorvida pela clorofila.

A equação da fotossíntese pode ser assim representada:

67


6 CO2(g) + 6 H2O(l) luz solar C6H12O6(aq) + 6 O2(g) H = +2820 kJ � mol�1

Na fotossíntese ocorre uma transformação de oxidorredução, em que o carbono é reduzido e o oxi-

gênio é oxidado a dióxido de carbono. Ela pode ser descrita pelas etapas:

Oxidação da água: 2 H2O(l) O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e�

Redução do dióxido de carbono que não necessita de luz solar:

CO2(g) + 4 H+(aq) + 4 e� [CH2O](aq) + H2O(l)

Observação: [CH2O] representa a unidade básica do açúcar (exemplo: glicose = [CH2O]6).

A respiração dos animais e das plantas envolve a oxidação do açúcar, formando CO2 e H2O e libe-

rando energia.

[CH2O]n(aq) + O2(g) n CO2(g) + n H2O(l) H = �2820 kJ � mol�1

Concluindo: o carbono é removido da troposfera, fazendo parte do CO2, e é transformado em açúcar

(por exemplo, a glicose: C6H12O6) no decorrer da fotossíntese. A glicose interage com o oxigênio na respira-

ção, formando CO2 e H2O. O dióxido de carbono é reconduzido à atmosfera. Com a fotossíntese, portanto,

sua concentração tende a decrescer e, com a respiração, a aumentar. Esses processos, inversos em termos de

reagentes e de produtos, são biologicamente complementares: enquanto a fotossíntese consome CO2 e energia

e produz O2, a respiração consome O2 e produz CO2 e energia. Assim, por meio dessa discussão, podem-se

relacionar conhecimentos estudados em Biologia com conhecimentos químicos, ou seja, pode-se promover a

integração dos saberes disciplinares relativos ao entendimento e à preservação da vida no planeta.

Na questão 3, você pode, como exemplo, re-

ferir-se à erupção do vulcão Chaitén, na região

dos rios ao sul do Chile, ocorrida em maio de

2008. Naquele episódio, além de gases tóxicos,

foram lançadas para a atmosfera partículas de

cinzas. Houve contaminação da água potável,

algumas escolas foram fechadas e muitos casos

de irritação dos olhos e de problemas respirató-

rios foram relatados. Transportadas pelo vento,

as partículas de cinzas alcançaram a Argentina.

Atividade 2 – Atmosfera terrestre: composição e regiões

Esta atividade tem por objetivo recuperar

conhecimentos que os alunos já possuem so-

68

bre a composição do ar atmosférico e ampliá-

-los, para que possam refletir sobre os impac-

tos ambientais causados por ações humanas.

Os alunos devem relembrar a composição

atmosférica, já apresentada no volume 1 desta

série, e você pode acrescentar outros dados.

Composição do ar atmosférico isento de vapor-d’água (seco)

Substâncias Fórmulas % em volume Substâncias Fórmulas % em volume

Nitrogênio N278,1

Óxido de dinitrogênio

N2O 2,00 � 10�5

Oxigênio O220,9 Hidrogênio H2

5,00 � 10�5

Argônio Ar 9,34 � 10�1 Xenônio Xe 8,00 � 10�6

Dióxido de carbono

CO2 3,14 � 10�2 Ozônio O3 7,00 � 10�6

Neônio Ne 1,80 � 10�3 Amônia NH3 –

Hélio He 5,20 � 10�4Dióxido de enxofre

SO2 –

Metano CH4 1,50 � 10�4 Monóxido de carbono

CO –

Criptônio Kr 1,00 � 10�4


1. Complete a tabela a seguir.

Se considerar necessário, recorra ao volu-

me 1 desta série e pesquise qual é a compo-

sição do ar atmosférico.

2. Elabore um texto sobre a composição at-

mosférica, resumindo as ideias discutidas

em aula.

O aluno deverá elaborar um texto próprio. Examinando

a tabela, pode, por exemplo, reconhecer que 99% do ar

corresponde aos gases N2 e O

2 (componentes em maiores

quantidades). O restante (1%) corresponde a outros gases,

chamados componentes-traço. Pode mencionar que as

espécies H2S, SO

2 e CO provêm de atividades vulcânicas;

que CH4, H

2S e NH

3 provêm da putrefação de plantas e

animais em condições anaeróbias (ausência de oxigê-

nio); e que os óxidos de nitrogênio (NO, NO2 e N

2O) são

produzidos por descargas elétricas no decorrer das tem-

pestades. Alguns poderão saber que a porcentagem de

vapor-d’água foi omitida da tabela porque ela depende

da temperatura e da taxa de evaporação. Na atmosfera

existem materiais sólidos chamados particulados, de ori-

gem antropogênica ou de origens naturais, constituídos

por partículas sólidas em suspensão, como partículas

do solo levantadas pelo vento, carbono resultante das

Tabela 18.

69


combustões incompletas e metais pesados, como Fe, Mn e

Pb, provenientes de indústrias metalúrgicas, entre outras.

Podem ser apresentadas outras ideias relevantes sobre a

composição da atmosfera.

Se achar conveniente, trabalhe a conver-

são de unidades, levando em consideração

que a Iupac recomenda a unidade mol � L�1

e que os meios de comunicação e a legislação

brasileira utilizam unidades como ppm, ppb

ou μg � m�3.

1. Observe a ilustração das regiões

que compõem a atmosfera. Quais

são as características das diferentes

regiões atmosféricas em relação à densida-

de, a temperaturas médias e a espécies quí-

micas que apresentam?

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Figura 8. Regiões da atmosfera.Fonte: GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educação Química). Interações e transformações: Química para o Ensino Médio, v. III. Guia do professor. Química e sobrevivência: atmosfera, fonte de materiais. São Paulo: Edusp, 2001.

Os alunos escreverão textos próprios, resultantes de suas

pesquisas. O importante é que descrevam as característi-

cas das diferentes regiões da atmosfera (extensão, tem-

peratura, pressão, densidade e outras) e observem que na

estratosfera se forma a camada de ozônio, que absorve a

efeitos dessa radiação. Descrição sobre a formação da

camada de ozônio:

2 em átomos isolados sob a

2(g)

h

UV 2 O(g)

2, re-

sultando em O3: O(g) + O

2(g) O

3(g)

-

violeta, reconstituindo o O2: 2 O

3(g) 3 O

2(g)

70

O2 e O

3 coexistem em contínua interação e de maneira

tal que suas concentrações se mantêm constantes na es-

tratosfera.

Mais informações sobre as diferentes camadas podem

ser encontradas em livros didáticos e paradidáticos,

como: TOLENTINO, Mario; ROCHA-FILHO, Romeu C.;

A atmosfera terrestre. São Paulo:

Moderna, 2004.

2. De acordo com a orientação de seu profes-

sor, faça uma das seguintes pesquisas:

a) Na atmosfera existe também o chama-

do material particulado, isto é, partícu-

las sólidas em suspensão que podem

acarretar contaminação ou poluição.

Pesquise o que são essas partículas e

quais são suas possíveis fontes.

Os alunos devem mencionar que materiais particulados são

materiais sólidos ou líquidos, de origem antropogênica ou

natural, em suspensão no ar. Podem citar várias fontes, entre

elas, as emanações vulcânicas; o vento que levanta partícu-

las do solo ou transporta gotículas de água (spray marinho);

combustões incompletas em que ocorre a formação de par-

tículas de carbono; e as indústrias metalúrgicas, que lançam

metais pesados, como Fe, Mn e Pb.

b) Pesquise em que região da atmosfera

ocorrem fenômenos meteorológicos,

como nuvens, ventos, chuvas, relâm-

pagos, tempestades, neblina, fura-

cões etc.

Fenômenos meteorológicos, como nuvens, ventos, chuvas,

relâmpagos, tempestades, neblina, furacões etc., ocorrem

na troposfera, a região onde vivemos, mais próxima do solo,

com cerca de 18 km e que corresponde a aproximadamente

75% da massa atmosférica total.


A aula expositivo-dialogada introduz e re-

toma dados importantes sobre a atmosfera.

Podem-se avaliar competências relacionadas à

compreensão e à comunicação de ideias. Nes-

ta atividade será importante o aluno compre-

ender as características das diferentes regiões

da atmosfera, os materiais particulados en-

contrados em suspensão e também a ocorrên-

cia de fenômenos meteorológicos.

Atividade 3 – Poluentes atmosféricos: tempo de permanência, solubilidade e interações na atmosfera

Alguns problemas da poluição atmosfé-

rica já foram tratados anteriormente. Nesta

atividade, outros aspectos serão abordados

com a intenção de contribuir para a amplia-

ção e o aprofundamento dos conhecimentos

dos alunos, visando subsidiar suas decisões

sobre os problemas ambientais. Você pode

iniciar questionando: Quais são os poluentes

atmosféricos que vocês conhecem? Por que são

chamados poluentes?

O objetivo das perguntas é conhecer as

ideias que eles têm sobre um problema fre-

quentemente abordado pelos meios de comu-

nicação: a agressão ao meio ambiente causa-

da pelo lançamento de poluentes. As questões

apresentadas dão abertura para contextuali-

zar o tema desta atividade e iniciar o estudo

de alguns problemas que afetam os seres hu-

manos, os materiais, a vegetação, a economia;

enfim, a vida no planeta.

71


Embora a composição média da atmos-

fera tenha se mantido constante desde os

primórdios da humanidade, ela vem sofren-

do alterações significativas em decorrência

de atividades humanas (atividades antro-

pogênicas), como o lançamento de mate-

riais gasosos e particulados em quantidades

consideráveis – monóxido de carbono (CO),

dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitro-

gênio (NOx), óxidos de enxofre (SO2 e SO3),

ozônio (O3) e componentes voláteis orgâ-

nicos (hidrocarbonetos, HC) –, impondo

ameaças à saúde humana e degradando o

meio ambiente.

Você pode discutir quais são, de maneira

geral, as fontes de emissão desses materiais,

lembrando as atividades produtivas, a quei-

ma de combustíveis etc. Se julgar conveniente,

pode apresentar alguns exemplos de episódios

agudos provocados pela contaminação do ar,

como os citados a seguir.

Ano Local HistóricoNo de

mortes

1930Bélgica –Vale do Rio Meuse

Em uma região com numerosas indústrias, a alta concentração de poluentes provocou congestão de vias respiratórias, especialmente em crianças e pessoas idosas.

60

1948Estados Unidos – Donnora

Em uma região com muitas indústrias metalúrgicas, a alta concentração de poluentes provocou congestão de vias respiratórias.

17

1950México –Poza Rica

A concentração de compostos de enxofre na região provocou a internação de 320 pessoas acometidas por problemas respiratórios e nervosos.

32

1952Brasil – Bauru

Doenças respiratórias agudas em 150 pessoas causadas por alergia ao pó da semente de mamona, usada na fabricação de óleo.

9

1957 Inglaterra Smog (mistura de fumaça com neblina) 1000

1960 Inglaterra Smog 800

1962 Inglaterra Smog 700

Tabela 19.Fonte: DERISIO, J. C. Introdução ao controle de poluição ambiental. 4. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2012. p. 115.

72

Você pode comentar que os diversos materiais

diretamente lançados na atmosfera (chamados

de poluentes primários) podem ser transporta-

dos a diferentes regiões, com velocidades que va-

riam de acordo com a topografia, com os ventos,

com a temperatura e com a pressão; esses fatores

tempo de residência na atmosfera = concentração de determinada espécie química

velocidade com que a espécie é removida

influem no chamado tempo de residência.


1. O tempo de residência pode ser estimado

pela equação:

Defina tempo de residência.

O tempo de residência pode ser entendido como o tempo

médio em que uma espécie permanece na atmosfera até ser

determinada espécie química na atmosfera e a velocidade

com que é removida.

É importante conhecer o tempo de residên-

Imagens de satélite mostram que o monóxi-

do de carbono expelido na cidade de São Paulo

pode, dependendo da direção dos ventos, avan-

çar rumo ao interior por cerca de 600 km ou

ir para o litoral. Dessa maneira, poluentes pro-

duzidos na região metropolitana de São Paulo

afetam regiões distantes, mesmo áreas rurais, o

que pode explicar parte da nota ruim dada pela

Cetesb ao ar de cidades do interior, pois, além

dos poluentes que produzem, elas recebem a

poluição da capital.

Segundo dados de pesquisas realizadas pelo

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, mes-

mo pequenas comunidades da Mantiqueira, fa-

mosas pela pureza de seus ares, não estão livres

de poluentes atmosféricos. Em São Francisco

Xavier, povoado turístico na Serra da Man-

tiqueira, foram realizados testes com plantas

usadas para monitorar a poluição do ar e foram

verificadas alterações similares às observadas

somente em centros urbanos. Os pesquisadores

sugerem que uma das possíveis causas para essa

alteração é o transporte de poluição produzida

pelos dois maiores centros urbanos do país: as re-

giões metropolitanas de São Paulo e do Rio de

Janeiro.

Texto adaptado de: CREDENDIO, José Ernesto; BALAZINA, Afra. Poluição de SP “viaja” mais de

600 km. Folha de S.Paulo, 2 mar. 2009.

cia de um poluente porque esse tempo permite

conhecer seu raio de ação, tomando-se por base

o local onde ocorreu sua emissão. Deve ser con-

siderado que o tempo de residência é um valor

médio de referência que pode mudar de acordo

com as condições ambientais. Em seguida, você

pode mostrar à turma o resumo de uma notícia

veiculada na mídia, apresentado a seguir.

73


2. Utilizando o conceito de tempo de residên-

cia, seus conhecimentos sobre solubilidade

de gases e as informações das tabelas a se-

guir, procure explicar os diferentes tempos

de residência de alguns desses poluentes.

O exame das tabelas mostra uma regularidade: os poluentes mais

solúveis em água são os que apresentam menor tempo de resi-

dência na atmosfera e, portanto, menor raio de ação. Assim, por

exemplo, os óxidos de nitrogênio, cujo tempo de residência é de

4 dias, quando emitidos, podem atuar somente nas regiões em

que o vento conseguir transportá-los durante esse período. O

CO2, cujo tempo de residência é de aproximadamente 4 anos,

poderá, em função desse longo tempo, espalhar-se por toda a

atmosfera do planeta, seja qual for o local onde ocorreu a sua

emissão. Por outro lado, o CO, embora também pouco solúvel

em água (3,5 cm3 � 100 cm de água), é mais solúvel do que o

CO2. Em vista disso, seu tempo de residência é menor (1 a 4 me-

ses) e, portanto, seu raio de ação também será menor do que o

do CO2. Os clorofluorcarbonos são praticamente insolúveis em

água e pouco reativos, com tempo de residência muito alto.

Alguns poluentes, possíveis fontes e tempos de residência na atmosfera

Material Fonte antropogênica Fonte naturalTempo de residência

Dióxido de carbono (CO2)

Queima de combustíveisDegradação de matéria orgânica, respiração

4 anos

Monóxido de carbono (CO)

Veículos motorizados, combustões incompletas

Incêndios florestais 1 a 4 meses

HidrocarbonetosVeículos motorizados, evaporação de solventes, indústrias, combustão

Processos biológicos 3 a 16 anos

Dióxido de enxofre (SO2)Queima de combustível fóssil, centrais termoelétricas, fábricas de ácido sulfúrico

Erupções vulcânicas 3 a 7 dias

Metano (CH4) Agricultura, indústria e mineração

Decomposição bacteriana, jazidas de hulha, gás natural e petróleo

8 a 10 anos

Sulfeto de hidrogênio (H2S)

Indústria químicaErupções vulcânicas, processos biológicos

2 dias

Óxidos de nitrogênioCombustão, processos industriais, incêndios florestais etc.

Processos biológicos, decomposição de compostos nitrogenados

4 dias

CFC-11 e CFC-12(clorofluorcarbonetos)

Aerossóis, refrigeradores, solventes

CFC-11,65 anos;CFC-12,130 anos

Tabela 20.Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola.

74

Solubilidade de gases em cm3 � 100 cm�3 de água em determinada temperaturaPoluentes Temperatura Solubilidade

NH3 (amônia) 15 ºC 727

CO2 (dióxido de carbono) 25 ºC 0,003

CO (monóxido de carbono) 25 ºC 3,5

SO2 (dióxido de enxofre) 0 ºC 47

SO3 (trióxido de enxofre) – Muito solúvel, forma H2SO4

NO (monóxido de nitrogênio) 0 ºC 7,34

N2O3 (trióxido de dinitrogênio) – Muito solúvel, forma HNO3

CH4 (gás metano) 17 ºC 3,5

H2S (sulfeto de hidrogênio) 0 ºC 437

CFC-11 (triclorofluormetano) – Insolúvel

CFC-12(diclorodifluormetano) – Insolúvel

Você pode pedir aos alunos que tentem ex-

plicar o tempo de residência de alguns poluen-

tes. Como já sabem que os óxidos de nitrogênio

e enxofre, por exemplo, sofrem transformações

(formando a chuva ácida), eles podem atribuir

o baixo tempo de residência a essas interações.

Assim, você pode sintetizar, informando-os

de que esse tempo de residência depende das

interações e transformações químicas que os

materiais podem sofrer durante o seu trans-

porte e da sua absorção por sorvedouros, isto

é, processos de consumo desses materiais, como

a chuva que dissolve os gases solúveis, o vento

que arrasta os poluentes em direção ao solo ou,

ainda, um sorvedouro em que o material sofre

transformação química, ocorrendo a formação

de outras espécies (poluente secundário) etc.

3. De acordo com o que foi discutido em aula

e com outras informações que você possui,

descreva o que poderá acontecer com os

materiais lançados na atmosfera.Os materiais podem:

-

fre e de nitrogênio, ou simplesmente ser arrastados por elas, re-

tornando à superfície terrestre, como os materiais particulados;

-

ção de poluentes secundários, como o ozônio;

subir à estratosfera.

4. Analise a figura que representa alguns

danos causados pela precipitação ácida.

Quais danos correspondem às letras A, B,

C, D, E e F?

Tabela 21.Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola.

75


A

A

B

C

DE

F

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Figura 9.

2, NO

2, CO e CO

2) provenientes da

queima de combustíveis na indústria e no transporte.

ácidos dissolvidos na água de chuva.

-

dendo causar a morte de seres aquáticos e comprometer a

qualidade da água para abastecimento.

das chuvas.

Procure saber por que o ozônio

(O3) e o PAN (nitrato de peroxia-

cetila) são considerados poluen-

tes secundários e como eles são formados.

Utilize seu caderno ou uma folha avulsa para

registrar sua pesquisa.

Os alunos produzirão textos próprios.

O ozônio e o PAN (nitrato de peroxiacetila) são considera-

dos poluentes secundários porque resultam de interações de

poluentes primários na atmosfera. Algumas dessas interações

envolvem a participação de radicais livres − agrupamentos

torna essas espécies químicas altamente reativas.

O texto “Ozônio na troposfera”, apresentado adiante, oferece

informações mais detalhadas sobre o assunto.

A Companhia de Tecnologia de Sa-

neamento Ambiental do Estado de

São Paulo (Cetesb) estabelece parâ-

metros para medir a qualidade do ar em nosso

Estado. No site <http://sistemasinter.cetesb.

sp.gov.br/Ar/php/ar_resumo_hora.php>

(acesso em: 7 mar. 2014), você pode encontrar

as condições diárias da qualidade do ar. Tente

interpretar essa qualidade em termos de con-

centração de poluentes, de acordo com os pa-

râmetros estabelecidos pela Cetesb.

Trabalho realizado pelo aluno para avaliar a qualidade do

ar de uma região de sua cidade. A Cetesb mede a quan-

tidade de material particulado inalável de tamanhos infe-

riores a 10 μm (MP10

), SO2, CO, NO

2 e O

3.

76

Classificação da qualidade do ar

Qualidade ÍndiceMP10

(μg � m�3)SO2

(μg � m�3)O3

(μg � m�3)CO

(ppm)NO2

(μg � m�3)

Boa 0 – 40 0 – 50 0 – 20 0 – 100 0 – 9 0 – 200

Moderada 41 – 80 > 50 – 100 > 20 – 40 > 100 – 130 > 9 – 11 > 200 – 240

Ruim 81 – 120 > 100 – 150 > 40 – 365 > 130 – 160 > 11 – 13 > 240 – 320

Muito ruim 121 – 200 > 150 – 250 > 365 – 800 > 160 – 200 > 13 – 15 > 320 – 1130

Péssima > 200 > 250 > 800 > 200 > 15 > 1130

Qualidade do ar e efeitos à saúde

Qualidade Índice Significado

Boa 0 – 40

Moderada 41 – 80 Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas) podem apresentar sintomas como tosse seca e cansaço. A população, em geral, não é afetada.

Ruim 81 – 120

Toda a população pode apresentar sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta. Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas) podem apresentar efeitos mais sérios.

Muito ruim 121 – 200

Toda a população pode apresentar agravamento dos sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta e ainda falta de ar e respiração ofegante. Efeitos ainda mais graves à saúde de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas).

Péssima > 200Toda a população pode apresentar sérios riscos de manifestações de doenças respiratórias e cardiovasculares. Aumento de mortes prematuras em pessoas de grupos sensíveis.

Tabela 22.Fonte: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/ar/Informações-Básicas/22->. Acesso em: 7 mar. 2014.

Tabela 23. Fonte: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/ar/Informações-Básicas/22->. Acesso em: 7 mar. 2014.

As informações a seguir estão bastante de-

talhadas e foram escritas para facilitar o seu

trabalho, caso queira aprofundar o estudo da

formação do ozônio na troposfera.

77


Ozônio na troposfera

O ozônio na troposfera pode agravar sintomas

de doenças respiratórias, além de provocar na popu-

lação em geral ardência nos olhos, nariz e garganta,

dores de cabeça, tosse seca e cansaço. Segundo a

Cetesb, em 2007, as concentrações de ozônio ultra-

passaram os níveis aceitáveis na Grande São Paulo

por 72 vezes, 56% a mais do que em 2006. Outras

regiões do Estado também apresentaram níveis de

concentração de ozônio considerados sérios, entre

elas São José dos Campos e Paulínia; outras ainda

foram classificadas com nível de ozônio moderado,

como Americana, Ribeirão Preto e Sorocaba.

O ozônio detectado na troposfera pode advir

da estratosfera, de onde é transportado por con-

vecção ou por fortes correntes de ar causadas por

frentes frias, pela transformação fotoquímica de

hidrocarbonetos emitidos pela vegetação e tam-

bém por ações antropogênicas, como a queima

de combustíveis fósseis, principalmente em zonas

urbanas, e a queima de biomassa nas zonas rurais.

A formação do ozônio na troposfera pode ser

assim explicada: em centros urbanos e zonas indus-

trializadas, a queima de combustíveis fósseis pode

causar o smog fotoquímico. Esse termo provém do

inglês, da contração das palavras smoke (fumaça) e

fog (neblina). Nesse smog, encontra-se o ozônio, cuja

formação pode ser descrita pelas equações a seguir.

NO2(g) + luz NO(g) + O(g)

O(g) + O2(g) O3(g)

A concentração de ozônio permanece cons-

tante, pois o NO formado na primeira etapa reage

com o ozônio formado na segunda, regenerando

NO2. Isso está descrito na equação a seguir.

NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g)

O acúmulo de ozônio na troposfera pode ocorrer

se esse equilíbrio for perturbado, e isso pode aconte-

cer por meio da reação do NO com peróxidos.

NO + RO2 NO2 + RO

RO2 ou ROO = radical peróxido

Esses peróxidos podem ser formados por

meio de reações entre compostos orgânicos vo-

láteis (conhecidos como COV) e oxidantes.

Hidrocarbonetos olefínicos, como o propeno,

reagem com o oxigênio e com o NO2 por meio

de uma série de transformações, acontecendo a

formação do nitrato de peroxiacetila (PAN). Um

mecanismo possível para a formação do PAN

está descrito nas etapas a seguir.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Maria Eunice Ribeiro Marcondes e Yvone Mussa Esperidião

especialmente para o São Paulo faz escola.

R – C – O – O 2 R – C – O – O – 24: =O

R – CH = CH – R + O3 R – C 1: =O

H+ RO HCO

R – C 3:= =O O

+ O2 R – C – O – O

R – C 2: = =O O

H+ O + luz R – C + OH

=O

78

Desafio!

Quais são as consequências da presença

do monóxido de carbono (CO) no ar que

respiramos?

Para responder a essa pergunta, resolva

as questões1 a seguir.

1. O transporte de oxigênio (O2) dos pul-

mões às células do organismo dos verte-

brados é uma das principais funções da

hemoglobina do sangue. Esse transporte

é feito por meio da interação da hemo-

globina (Hb) com o O2 do ar inspirado. A

hemoglobina forma com o oxigênio um

complexo, a oxi-hemoglobina (HbO2).

Chegando às células do organismo, o oxi-

gênio é liberado e o sangue arterial (ver-

melho) transforma-se em venoso (verme-

lho-arroxeado). A hemoglobina livre pode

ser reutilizada no transporte de oxigênio.

Considerando o equilíbrio 1, que efeito

será causado em um indivíduo se a con-

centração de O2 tornar-se muito baixa?

Justifique.

Considerando-se o equilíbrio 1, se a concentração de

O2 tornar-se muito baixa, a reação inversa será favore-

cida, o que causará aumento na quantidade de O2 livre

e diminuição da concentração de HbO2, desfavorecen-

do a função da hemoglobina como transportadora de

oxigênio.

2. Pessoas podem morrer envenenadas se exis-

tir CO em elevada concentração no ar (700 a

800 ppm), pois esse gás forma com a hemo-

globina a carboxi-hemoglobina (HbCO).

Hb + CO HbCO (equilíbrio 2)

Essa transformação tem maior tendência

a ocorrer do que a do O2 com a Hb. Sen-

do assim, como a formação de HbCO

(equilíbrio 2) pode interferir no processo

respiratório e na concentração de HbO2 a

ponto de levar o indivíduo à morte?

Se no ar existir CO em elevada concentração (700 a

800 ppm), haverá no sangue uma competição entre o

CO e o O2 pelas moléculas de hemoglobina.

Sendo maior a tendência de a hemoglobina reagir com

o CO do que com o O2, o equilíbrio 2 será favorecido e a

hemoglobina perderá a sua função de transportadora do

O2. Por causa dessa interferência na concentração de O

2,

as células ficarão com menos oxigênio do que o neces-

sário e o indivíduo poderá morrer.

Hb + O2 HbO2 (equilíbrio 1) hemoglobina oxi-hemoglobina(vermelho-arroxeado) (vermelho)

1 GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educação Química). Interações e transformações: Química para o Ensino Médio, v. II. Livro do aluno. Reelaborando conceitos sobre transformações químicas: cinética e equilíbrio. São Paulo: Edusp, 2005. p. 129.

Para que os alunos possam entender melhor

os problemas causados pelo aumento da concen-

tração de CO, são sugeridas algumas atividades.

Para iniciá-las, pode-se retomar o texto adapta-

do da matéria “Poluição de SP ‘viaja’ mais de

600 km” e propor um desafio aos alunos.

79


Relacione as concentrações de CO a

possíveis sintomas apresentados pelos seres

humanos e responda: Qual é a porcentagem

de hemoglobina desativada quando a con-

centração de CO no ar for igual a 250 ppm?

Que sintomas deve apresentar uma pessoa

que respira esse ar?

Correlacionando a quantidade de CO com a porcentagem

de hemoglobina desativada e utilizando os dados da tabela,

pode-se concluir que, quando a concentração de CO for

de 250 ppm, a de hemoglobina desativada será de aproxi-

madamente 33%. Nessa situação, o indivíduo que respirar

esse ar poderá apresentar inconsciência, vômito, tontura,

fraqueza, dor de cabeça e diminuição da capacidade visual.

3. A formação de HbCO pode ser des-

favorecida quando se injeta azul de

metileno diretamente na corrente san-

guínea do indivíduo. Essa substância

tem maior afinidade com o CO do que

com a hemoglobina. De que modo o

azul de metileno poderá interferir nos

equilíbrios 1 e 2, impedindo a morte

do indivíduo?

Com a presença do azul de metileno, haverá competi-

ção entre essa substância e a hemoglobina pela interação

com as moléculas de CO. Como o azul de metileno tem

mais tendência a interagir com o CO do que a hemoglo-

bina, a formação de HbCO será desfavorecida, deixando

a hemoglobina livre para formar HbO2 e transportar o

oxigênio às células, impedindo, dessa forma, a morte do

indivíduo.

4. Considere as informações apresentadas

a seguir:

Porcentagem de hemoglobina

desativadaSintomas

Figura 10. Relação entre a porcentagem de hemoglobina desativada e a concentração de CO.

0 – 1,9 Nenhum

2 – 7,9Diminuição da capacidade visual

8 – 13,9 Dor de cabeça

14 – 26,9Tontura, fraqueza muscular

27 – 32,9 Vômito

33 – 64,9 Inconsciência

Acima de 65 Morte

Tabela 24. Relação entre a porcentagem de hemoglo-bina desativada e os sintomas apresentados por seres humanos.

Fonte: GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educação Química). Interações e transformações: Química para o Ensino Médio, v. III. Guia do professor. Química e sobrevivência: atmosfera, fonte de materiais. São Paulo: Edusp, 2001. p. 33.

80


Espera-se que os alunos reconheçam os

poluentes lançados na atmosfera, seu tem-

po de permanência e as fontes poluidoras.

É importante analisar os efeitos causados à

saúde humana, à vegetação, à economia, ou

seja, à vida no planeta. Entre esses efeitos,

destaca-se que os poluentes presentes na at-

mosfera podem acidificar a água da chuva

e tornar os rios e reservatórios mais ácidos,

comprometendo a vida de seres aquáticos e

possivelmente levando árvores e plantações à

morte. Outro fator considerado é a corrosão

do mármore que constitui as estátuas. É im-

portante que os alunos organizem os conhe-

cimentos adquiridos e proponham ações que

visem minimizar ou solucionar esses desequi-

líbrios ambientais causados pelos poluentes.

Quanto à solubilidade dos poluentes em

água, os alunos deverão perceber que os gases

mais solúveis são o NH3, o SO3, o N2O3 e o H2S

e que os menos solúveis são CO, CO2 e CH4.

Conteúdos e temas: poluição das águas; tratamento de esgotos domésticos; DBO; fosfatos em águas; ciclo da água.

Competências e habilidades: reconhecer como as atividades humanas podem contribuir para a poluição das águas; reconhecer a importância da coleta e do tratamento de esgotos para a qualidade das águas; avaliar as consequências do uso de materiais que introduzem fosfato nas águas; buscar informações, interpretá-las e tirar suas próprias conclusões sobre aspectos da poluição das águas.

Sugestão de estratégias de ensino: aulas expositivo-dialogadas; trabalho em grupo; elaboração de painéis.

Sugestão de recursos: textos; pesquisa bibliográfica.

Sugestão de avaliação: respostas às questões; elaboração de texto.

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 6 POLUIÇÃO DAS ÁGUAS: CONHECENDO PARA SABER

ANALISAR E AGIR

Esta Situação de Aprendizagem tem como

objetivo ampliar os conhecimentos dos alunos

sobre problemas de poluição da água, dando sub-

sídios para que possam avaliá-los, construir suas

próprias opiniões e refletir sobre formas de ações

individuais e coletivas para a busca de soluções ou

a mitigação de tais problemas. Lembre-os de que

a questão da qualidade da água foi abordada no

volume 1 da 2a série, tendo sido enfatizados os pa-

râmetros que definem a água potável e os aspec-

tos da legislação brasileira sobre os tipos de água

e os respectivos padrões de qualidade. Na 3a série,

outras informações serão apresentadas e discuti-

das, ampliando os conhecimentos dos alunos.

81


Atividade 1 – Perturbações no ciclo da água

Os conhecimentos que os alunos já têm sobre

problemas ambientais que alteram a qualidade

da água serão recuperados e ampliados, de ma-

neira que possam construir uma visão mais in-

tegrada, baseada em conhecimentos científicos,

e refletir sobre possíveis formas de intervenção

para enfrentar tais problemas. Propõe-se que

essa construção se inicie pelo ciclo da água, já es-

tudado por eles, analisando-se agora como esse

ciclo é afetado pela presença de certos materiais.

Para retomar o ciclo da água, você pode uti-

lizar um quadro ilustrativo (como um mapa, se

a escola dispuser de um), desenhá-lo na lousa

ou pedir aos alunos que o elaborem. Pode, se

preferir, fazer apenas um esquema contendo as

etapas que o constituem. É importante que na

ilustração feita sejam focalizadas uma região

urbana e uma rural. Para despertar a atenção

dos alunos e a evocação de seus conhecimen-

tos, peça que descrevam e localizem na figura

as etapas de evaporação, precipitação, con-

densação e transpiração. A seguir, você pode

problematizar, questionando-os sobre como as

atividades que a sociedade realiza hoje intro-

duzem no ambiente materiais que podem in-

teragir com a água, modificando suas proprie-

dades. Para organizar as possíveis sugestões

apresentadas pelos alunos, você pode focar,

inicialmente, as cidades, apontando materiais

que são introduzidos na água, provenientes de

atividades realizadas em centros urbanos. Em

seguida, pode focar as áreas rurais, questionan-

do quais são os materiais envolvidos nas ativi-

dades agrícolas e pecuárias que podem pertur-

bar o ambiente aquático. No desenho feito na

lousa, peça aos alunos que anotem suas suges-

tões, considerando as zonas urbana e rural.


Você já pensou como as atividades que a so-

ciedade realiza podem poluir o meio aquático?

Dejetos animais

Fertilizantes

Agrotóxicos

Lixo doméstico

Embalagens

Dejetos industriais

Esgotos domésticos

Plásticos, restos de construções, lixo

Detergentes, produtos de

limpeza

Fuligem, gás carbônico

Chuva ácida

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Figura 11.

1. Aponte materiais que são introduzidos

no ambiente e que interagem com a água,

provenientes de atividades domésticas, de

transporte, industriais, agrícolas e outras.

Aponte, também, possíveis problemas de-

correntes dessas interações.

82

Não se esperam respostas completas, mas,

com base em conhecimentos anteriormente dis-

cutidos (1a e 2a séries), é possível mencionar a pos-

sibilidade de que vários desses materiais se dis-

solvam e interajam com a água presente no solo;

além disso, espera-se que os alunos reconheçam

que os materiais não dissolvidos podem ficar na

superfície de rios e lagos ou afundar e também

que pode ocorrer diminuição da quantidade de

oxigênio dissolvida na água etc., podendo levar

ao comprometimento de sua qualidade. O esque-

ma apresentado a seguir, que pode ser elabora-

do em diálogo com os alunos, representa uma

síntese sobre os materiais presentes nas águas.

Materiais que podem estar contidos na água

ESTADOS FÍSICOS

ESPÉCIES QUÍMICAS

ESPÉCIES BIOLÓGICAS

Sólidos Líquidos Gases

Substâncias inorgânicas

Substâncias orgânicas

Seres vivos

Matéria em decomposição

Suspensos

Dissolvidos

Solúveis

Pouco solúveis

Animais

Vegetais

Protistas

Como? Quais?Quais?

Figura 12. Adaptado de: VON SPERLING, Marcos. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. In: Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental/UFMG, 1995. v. 1, p. 22.

Tabela 25.

Materiais introduzidos no ambiente Possíveis problemas

2 e de óxidos de nitrogênio, provenien-

tes da queima de combustíveis fósseis.

ser por ela transportados.degradação (plásticos, metais, inseticidas).

-bidas, íons metálicos etc.) na água de abastecimento.

tidade de oxigênio requerida por uma população mista de micro- -organismos para a oxidação dos compostos orgânicos contidos em uma amostra de água) de rios e de reservatórios naturais.

ultrapassar o limite permitido por lei. Isso pode ocasionar proble-mas de saúde e desequilíbrios ecológicos.

gorduras, restos de alimentos, dejetos etc.) na água de abasteci-mento.

83


2. Tendo em vista os problemas discutidos,

elabore um texto, em colaboração com

seus colegas, mostrando como suas ações

podem contribuir para a manutenção des-

ses problemas e as possíveis consequências

na qualidade da água.

Texto próprio do aluno ou de um grupo. A elaboração desta

resposta é uma atividade importante de reflexão, podendo

levar a questionamentos das ações individuais e coletivas em

relação ao ambiente.

A situação atual das bacias hidrográ-

ficas de São Paulo tem sido alvo de

preocupações ambientais: a deman-

da hídrica é maior do que a oferta e ocorre

excesso de poluição industrial e residencial. Um

dos casos mais graves de poluição da água é o

da Bacia do Alto Tietê, onde se localiza a região

metropolitana de São Paulo. Os rios Tietê e

Pinheiros estão muito poluídos, o que compro-

mete o uso da água pela população. Avalie se as

ações apresentadas a seguir são adequadas para

se reduzir a poluição desses rios.

I. Investir em mecanismos de reciclagem da

água utilizada nos processos industriais.

II. Investir em obras que viabilizem a trans-

posição de águas de mananciais adjacentes

para os rios poluídos.

III. Implementar obras de saneamento bási-

co e construir estações de tratamento de

esgotos.

Das ações apresentadas, a I e a III podem contribuir para a

redução da poluição dos rios, uma vez que ela é causada por

resíduos industriais e domésticos.


Esta atividade tem como função sensibi-

lizar os alunos e mobilizar conhecimentos já

consolidados. Assim, a avaliação deve consi-

derar, sobretudo, a participação do aluno no

desenvolvimento da atividade. O texto produ-

zido pode ser avaliado quanto ao envolvimen-

to demonstrado a partir das situações por eles

apresentadas e à sua coerência com as discus-

sões realizadas em sala de aula. Com relação

à Lição de casa, espera-se que eles apresentem

argumentos coerentes.

Atividade 2 – Esgotos domésticos: tratamento e qualidade da água

O objetivo desta atividade é problemati-

zar e ampliar os conhecimentos dos alunos

sobre o tratamento das águas servidas nas

cidades, em particular as de uso doméstico.

Um dos grandes problemas ambientais é a

poluição causada pelo despejo de dejetos

humanos e animais provenientes do esgoto

nos diferentes corpos d’água do Estado de

São Paulo. Muito se discute também sobre

o uso de detergentes de limpeza, que, segun-

do alguns pesquisadores, contribuem para

o aumento da concentração de íons fosfa-

to (PO3-) nas águas. Como os compostos de

fósforo são nutrientes, podem causar o cres-

cimento excessivo de algas nos reservató-

rios, lagos e rios. Além disso, os detergentes

causam diminuição da tensão superficial da

água, dificultando a manutenção na super-

fície de espécies da flora e da fauna que ali

vivem.

4

84

Em pesquisa realizada em 2008, o Institu-

to Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE)

constatou que 99,8% dos municípios do Estado

de São Paulo possuíam rede coletora de esgoto

e 78,4% realizavam o tratamento de esgoto.

Em relação ao total do volume de esgoto

gerado em todo o Estado de São Paulo, ob-

teve-se um índice de tratamento de 41%. No

Estado de São Paulo, 82,1% dos domicílios

possuíam acesso à rede geral de esgotos (da-

dos disponíveis em: <http://www.ibge.gov.br/

home/estatistica/populacao/condicaodevida/

pnsb2008/PNSB_2008.pdf>, <http://www.ce

tesb.sp.gov.br/tecnologia-ambiental/cas-em-

atividade/54-camara-ambiental-do-setor-de-

Figura 13. Adaptado de: MELO, Wanderley José; MARQUES, Marcos Omir. Potencial do lodo de esgoto como fonte de nutrientes para as plantas. In: BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2000. p. 109-141.

Esgoto doméstico

ÁGUA SÓLIDOS

ORGÂNICOS INORGÂNICOS

BACTÉRIAS

FUNGOS

PROTOZOÁRIOS

VÍRUS

PROTEÍNAS

CARBOIDRATOS

LIPÍDIOS

AREIA

SAIS

METAIS

99,9 %

30 %

0,1 %

70 %

MICRO-ORGANISMOS

saneamento> e <http://saladeimprensa.ibge.

gov.br/noticias?view=noticia&id=1&busca=1

&idnoticia=1691>; acessos em: 19 nov. 2013).

Para introduzir a atividade 2, seria inte-

ressante apresentar o ciclo de uso da água

nas regiões urbanas. Os alunos, às vezes, não

relacionam as informações sobre a captação

e o despejo da água para uso doméstico. As-

sim, tal ciclo poderia ser construído com eles.

As estações de tratamento de água e de esgoto

poderiam ser adicionadas ao esquema. A ne-

cessidade de tratar as águas servidas poderia

ser discutida com base em informações sobre a

composição dos esgotos domésticos. O esque-

ma a seguir apresenta alguns dados.

85


Questão para a sala de aula

1. Levando em conta seus conhecimentos

sobre a demanda bioquímica de oxigênio

(DBO) e considerando que os esgotos do-

mésticos contêm grandes quantidades de

substâncias orgânicas, quais seriam as con-

sequências do lançamento desses esgotos

sem tratamento nas águas dos rios?

As substâncias orgânicas presentes nos esgotos lançados nos

rios interagem com o oxigênio dissolvido na água, causando,

por exemplo, a diminuição da quantidade de O2 disponível

para a respiração de peixes e de outros seres aquáticos.

Também pode-se discutir a presença de

micro-organismos patogênicos nessas águas,

Figura 14.

lembrando que conhecimentos sobre esse as-

sunto fazem parte do Currículo de Biologia e

são abordados no volume 2 da 1a série dessa

disciplina.

Uma maneira de discutir o tratamento de

esgoto consiste em retomar os diferentes mate-

riais nele presentes, lembrando que alguns são

sólidos e outros estão dissolvidos. Assim, você

pode propor a seguinte Pesquisa individual.

Numa estação de tratamento de

esgoto (ETE), o tratamento é feito

em várias etapas, conforme o es-

quema a seguir. Cada etapa tem uma finalida-

de específica.

Tratamento primário

Tratamento preliminar

Tratamento secundário

Tratamento terciário

Busque informações (em livros ou fazendo

uma visita a uma ETE) sobre as etapas do

tratamento de esgoto.

Anote as fontes de informação que você

consultou. Utilize seu caderno ou uma

folha avulsa.

Os alunos poderão encontrar informações sobre o tratamen-

to de esgoto no Estado de São Paulo no portal da Sabesp: no

item “Esgotos” há o subitem “Tratamento de esgotos”, que

contém informações e animações sobre o tratamento das

águas servidas, as estações e as regiões que abrange. (Dis-

ponível em: <http://site.sabesp.com.br/site/>. Acesso em: 19

nov. 2013.)

Com relação ao tratamento secundário, em

que as substâncias orgânicas são transformadas,

é provável que os alunos tenham muitas dúvi-

das sobre os processos utilizados, pois, embora

já tenham as ferramentas para compreender

as transformações envolvidas, não estão fami-

liarizados com a linguagem específica. Assim,

é conveniente e necessário esclarecer, em uma

aula dialogada, as informações por eles apre-

86

sentadas e expor outras que considerar neces-

sárias. O principal é que o aluno perceba que

essa etapa tem a função de remover, por meio de

transformações químicas, a matéria orgânica em

suspensão na água não removida nos tratamen-

tos anteriores. Essas transformações necessitam

da presença de micro-organismos para acon-

tecer. Os alunos, certamente, vão verificar que

a degradação das substâncias orgânicas pode

ocorrer por um processo aeróbio ou anaeróbio.

Assim, você pode retomar esses conceitos. O

tratamento de esgoto pode ser abordado de ma-

neira mais superficial ou podem ser discutidas

as transformações químicas que nele ocorrem.

Alguns aspectos que podem orientar essa aula

dialogada são discutidos a seguir, explicitando-

-se detalhadamente as transformações químicas

envolvidas. Cabe a você decidir com que profun-

didade desenvolverá o estudo.

Transformação das substâncias por pro-

cesso aeróbio no esgoto

Provavelmente, os alunos já estudaram em

Biologia o que é um processo aeróbio. Relem-

brando: certos micro-organismos, em presen-

ça de oxigênio, que permite a respiração deles,

decompõem a matéria orgânica, promovendo

a emissão de CO2. Pode-se representar tal pro-

cesso para a glicose:

C6H12O6(aq) + 6 O2(g) micro-organismo 6 CO2(g) + 6 H2O(l)

Outras substâncias orgânicas, como proteínas e gorduras, sofrem transformações semelhantes, geran-

do água e gás carbônico. Como proteínas contêm nitrogênio, em sua decomposição forma-se amônia:

N (orgânico) bactérias

nitrosômonas NH3(aq)

CxHyOz(aq) + ¼ (4x + y � 2z) O2(g) xCO2(g) + ½y H2O(l)

Pode-se escrever uma equação química geral para descrever o processo aeróbio de transforma-

ção de substâncias orgânicas:

2 NH3(aq) + 3 O2(g) 2 NO2(aq) + 2 H+(aq) + 2 H2O(l)

A amônia formada, por sua vez, também pode sofrer ação de determinados micro-organismos,

gerando nitritos:

�

87


2 NO2 – (aq) + O2(g) 2 NO3

– (aq) (na presença de bactérias do gênero Nitrobacter)

NH4+(aq) + 2 O2(g) NO3

–(aq) + 2 H+(aq) + H2O(l) (na presença de bactérias do gênero Nitrosomonas)

Compostos como nitritos e sais de amônia também podem ser decompostos nesse processo, na

presença de certos micro-organismos:

nutriente cujo excesso pode contribuir para o

crescimento exagerado de plantas nas águas.

Remoção do nitrato

Os nitratos podem ser removidos também

por ação de micro-organismos, transforman-

do-se em gás nitrogênio na presença de subs-

tâncias orgânicas. Para citar um exemplo, na

presença de metanol o processo pode ser re-

presentado pela seguinte equação:

6 NO3–(aq) + 5 CH3OH(aq) + 6 H+(aq) 3 N2(g) + 5 CO2(aq) + 13 H2O(l)micro-organismo

Reposição do oxigênio de maneira a garan-

tir a eficiência do processo

Na pesquisa sobre os diferentes métodos

empregados nas ETEs para o tratamento se-

cundário, os alunos possivelmente verifica-

ram que um deles, chamado de lodo ativado,

faz uso de agitação contínua do material, pela

introdução de ar atmosférico no sistema. Eles

também podem se referir às lagoas de estabili-

zação em que o tratamento é feito. São lagoas

de baixa profundidade (menos de 2 m) onde

algas que fazem fotossíntese se desenvolvem na

presença de luz e de matéria orgânica. Como já

é do conhecimento dos alunos, na reação de

fotossíntese há formação de oxigênio; em vir-

tude disso, a aeração da lagoa é mantida.

Transformação das substâncias por pro-

cesso anaeróbio no esgoto

Os alunos já sabem que, em processos

anaeróbios, micro-organismos decompõem

substâncias orgânicas na ausência de oxigê-

nio (por exemplo, a digestão de lixo orgânico

e de dejetos animais), ocorrendo a formação

de metano. Da mesma maneira, a decompo-

sição de carboidratos, proteínas, gorduras

e outras substâncias orgânicas presentes no

esgoto doméstico pode ocorrer por proces-

sos anaeróbios, com a formação de metano

e gás carbônico. Você pode explicar que o

processo ocorre em várias etapas, envolven-

do diferentes micro-organismos. Em um pri-

meiro estágio, as substâncias, na presença de

Você deve chamar a atenção dos alunos

para o fato de que o oxigênio consumido no

processo está dissolvido na fase líquida, sendo

necessária sua reposição. Também pode ques-

tionar se o processo de degradação da maté-

ria orgânica ocorreria naturalmente em um

rio, lago ou reservatório, ou seja, se os pro-

cessos que ocorrem na estação de tratamento

de esgoto imitam os que ocorrem na nature-

za. Pode, ainda, problematizar a formação de

nitrato, que, como os alunos já sabem, é um

88

micro-organismos, sofrem transformações em

que se obtêm substâncias orgânicas de menor

massa molar, como ácidos carboxílicos, ami-

noácidos e açúcares. Essas, na presença de ou-

tros micro-organismos, sofrem decomposição,

obtendo-se principalmente o ácido acético e

os gases hidrogênio e dióxido de carbono. Na

presença de micro-organismos metanogêni-

CH3COOH(l) micro-organismo CH4(g) + CO2 (g)

4H2(g) + CO2(g) micro-organismo CH4(g) + 2H2O(l)

cos, essas substâncias sofrem reações, haven-

do formação de metano.

O diagrama a seguir pode auxiliar na visão

geral do processo anaeróbio.

Figura 15. Sequência de processos na digestão anaeróbia de substâncias orgânicas.FERNANDES, Carlos. Digestão anaeróbia. Disponível em: <http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/DigeAnae.html>. Acesso em: 19 nov. 2013.

Com relação ao tratamento terciário, pou-

co aplicado nas ETEs, você pode sintetizar as

informações que os alunos coletarem. De ma-

neira geral, o tratamento terciário inclui um

ou vários dos seguintes processos:

remoção de compostos orgânicos dissolvi-

dos por adsorção em carvão ativado;

remoção de metais pesados pela adição de

hidróxidos ou sulfetos, com a formação

de hidróxidos e sulfetos pouco solúveis

em água;

remoção de fosfatos pela adição de hidró-

xido de cálcio, com a formação do sal pou-

co solúvel em água Ca5(PO4)3OH.

PROTEÍNAS CARBOIDRATOS LIPÍDIOS

AMINOÁCIDOS, AÇÚCARES ÁCIDOS GRAXOS

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS, PROPIONATO, BUTIRATO ETC.

ACETATO HIDROGÊNIO

METANO

Hidrólise

Acidogênese

Acetogênese

Metanogênese

Fer

men

taçã

o m

etan

ogên

ica

Aci

dific

ação

Águas residuárias domésticas com material orgânico em suspensão

89



1. Explique quais são as finalidades do trata-

mento preliminar.

Espera-se que os alunos apontem que o tratamento preliminar

do esgoto tem a finalidade de remover materiais sólidos grossei-

ros, areia e materiais que se encontram em sua superfície com

a utilização de uma grade e de uma caixa que retém a areia.

2. Explique quais são as finalidades do trata-

mento primário e como é feito.

Os alunos devem apontar que sua finalidade é a remoção de só-

lidos de menores dimensões do que os retirados no tratamento

preliminar, presentes na água. São utilizados tanques de decan-

tação, nos quais parte desses sólidos se deposita no fundo dos

tanques (lodo primário) e o líquido é decantado, seguindo o

tratamento. Podem mencionar também outros processos em-

pregados no tratamento primário, como a floculação, utilizada

para a remoção de sólidos de menores dimensões. Para que

esse processo ocorra, são adicionados ao tanque de decantação

sais de alumínio ou de ferro (mesmo princípio da floculação no

tratamento da água de abastecimento).

3. Descreva os processos envolvidos no tra-

tamento secundário do esgoto, apontando

suas finalidades.

Os alunos deverão apresentar uma síntese das aulas e de suas

pesquisas. O principal é que percebam que essa etapa tem a

função de remover, por meio de transformações químicas, a

matéria orgânica em suspensão na água que não foi removida

nos tratamentos anteriores. Essas transformações necessitam

da presença de micro-organismos. A degradação das subs-

tâncias orgânicas pode se dar por um processo aeróbio ou

anaeróbio. Caso você, professor, tenha apresentado as equa-

ções químicas em sala de aula, os alunos podem escrevê-las.

4. Apresente alguns dos processos que fazem

parte do tratamento terciário do esgoto, de

acordo com as pesquisas feitas por você e

seus colegas. Discuta por que esses proces-

sos muitas vezes não são realizados.

As respostas dependerão das informações obtidas nas pesquisas

realizadas. Espera-se que os alunos mencionem que o tratamento

terciário tem por objetivo a remoção de poluentes específicos e,

principalmente, de substâncias que contêm nitrogênio e fósforo.

1. Indique e justifique a sequência

em que ocorrem os acontecimentos

1 a 5, causados pelo lançamento,

numa represa, de grande quantidade de es-

goto com resíduos orgânicos:

(1) proliferação de seres anaeróbios;

(2) proliferação intensa de micro-organismos;

(3) aumento de matéria orgânica disponível;

(4) diminuição da quantidade de oxigênio dis-

ponível na água;

(5) morte dos seres aeróbios.

Sequência: (3), (2), (4), (5) e (1). Com o lançamento de grande

quantidade de esgoto com resíduos orgânicos, ocorre aumento

da matéria orgânica disponível (3) e proliferação intensa de micro-

-organismos (2). A destruição desse material orgânico consome

oxigênio, o que causa redução na quantidade de oxigênio disponí-

vel (4), morte de seres aquáticos (5) e proliferação de seres anaeró-

bicos (1), que não necessitam de oxigênio para se manter vivos.

2. Três afirmações foram feitas sobre a con-

sequência do despejo de esgotos sem trata-

mento em rios e lagoas:

I. A quantidade de nutrientes orgânicos

diminui.

90

II. A taxa de fosfato e nitrato dos rios e

lagoas aumenta.

III. As águas podem ser contaminadas por

organismos patogênicos.

Dessas afirmações:

a) I e II estão corretas.

b) I e III estão corretas.

c) II e III estão corretas.

d) apenas I está correta.

e) as três estão corretas.

Para que os alunos possam aplicar os

conceitos construídos e conhecer suas pró-

prias realidades, pode-se propor a realiza-

ção de algumas tarefas, como as descritas a

seguir.

Desafio!

A partir de uma visita a uma estação de

tratamento de esgoto e seguindo as orien-

tações de seu professor, selecione uma das

situações apresentadas e faça o que se pede.

1. Conhecendo o saneamento básico na cidade

Procure conhecer a situação de sua cida-

de com relação aos seguintes aspectos:

quantidade de domicílios atendidos pela

rede coletora;

condições de descarte do esgoto

coletado;

existência de estação de tratamento e

processos utilizados.

Elabore um relatório para apresentar à

classe.

2. Esgotos e DBO

Procure relacionar o lançamento de es-

gotos domésticos tratados e não tratados

com a demanda bioquímica de oxigênio

(DBO). Em caso de dúvida, veja o Ca-

derno do Aluno da 2a série, volume 1. Se

existem rios em sua região, procure cole-

tar dados referentes a eles.

Você pode elaborar esquemas e gráficos

que representem a variação da concentra-

ção de oxigênio dissolvido na água do rio

desde o lançamento do esgoto até diferen-

tes regiões mais afastadas desse ponto.

Elabore um painel com o tema “Morte e

vida de um rio”, mostrando como um rio

pode morrer e como poderia se autode-

purar ou, metaforicamente, renascer.

Espera-se que os alunos correlacionem o lançamento de

esgotos em um corpo d’água com o consumo de oxigênio

dissolvido nessas águas, mencionando que a remoção de

substâncias orgânicas pelo tratamento do esgoto diminuirá

a DBO. Os gráficos podem ser semelhantes às Figuras 16 a 18.

91


Figura 16. Variação da concentração de oxigênio dissolvido e da quantidade de matéria orgânica em águas com o tempo.

Figura 17. Variação da concentração de oxigênio em um curso de água ao longo do percurso, com o lançamento de esgoto doméstico.

Cs – Concentração máxima de O2 (g) em água nas condições ambientais.Co – Concentração de O2 (g) na água.

DE ÁGUA

Figura 18. Comparação da variação da concentração de oxigênio em um curso de água com o lançamento de esgoto tratado e não tratado.

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s©

Cla

udio

Rip

insk

as/R

2 C

riaç

ões

92


Espera-se que os alunos reconheçam a impor-

tância do tratamento e as etapas de separação do

esgoto, que devem ser pesquisadas e discutidas

nas aulas dialogadas. É interessante salientar a

identificação de materiais poluentes, principal-

mente os que contêm íons fosfato, responsáveis

pelo crescimento excessivo de algas em reserva-

tórios e rios. Outro fator importante é a DBO,

que relaciona a quantidade de oxigênio dissolvi-

do na água com a preservação da vida aquática

e a presença de micro-organismos patogênicos.

Atividade 3 – A presença de íons fosfato na água

Nesta atividade, pretende-se que os alunos

conheçam alguns dos problemas de poluição

causados pelo aumento da quantidade de íons

fosfato nas águas, o que pode causar a eutrofi-

zação de lagos, mananciais e rios. A presença

de fosfatos nas águas pode decorrer da decom-

posição de substâncias orgânicas que contêm

fósforo, de adubos e de detergentes para lava-

gem de roupas (sabão em pó). Uma sugestão é

iniciar com a leitura do texto a seguir.

Os fabricantes de sabões e detergentes em pó

terão três anos para reduzir em 1,5% a concen-

tração de fósforo na fórmula de seus produtos.

A medida, aprovada no Conama – Conselho

Nacional do Meio Ambiente, no dia 29/03/2005,

visa reduzir a quantidade dessa substância nos

rios brasileiros, de uma média de 64 toneladas

por dia para 46 toneladas por dia, para melho-

rar a qualidade da água. [...]

O fósforo limita os processos ecológicos. Em

excesso, pode levar à eutrofização, ou seja, provo-

ca o enriquecimento da água com nutrientes que

favorecem a proliferação de algas tóxicas. Além de

servir de criadouros para vetores de doenças, dar

gosto ruim e mudar a coloração da água, essas

plantas afetam turbinas, hélices de motores e a na-

vegação. “A Resolução vai impedir que ocorram,

por exemplo, problemas como o que vimos em

São Paulo, em 2003”, disse o diretor do Conama,

Nilo Diniz, ao lembrar a espuma que se formou no

Rio Tietê e invadiu a cidade de Pirapora do Bom

Jesus, em decorrência da grande concentração de

poluentes na água.

O fósforo (bem como o nitrogênio), encon-

trado nos agrotóxicos e nas fezes despejados

sem tratamento nos rios pelos esgotos domés-

ticos, é um dos principais responsáveis pela po-

luição dos rios brasileiros. A redução do fósfo-

ro nas fórmulas de sabões e detergentes em pó é

um primeiro passo no sentido de minimizar os

efeitos dessa poluição. [...]

Fonte: Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/informma/item/2471-resolu

cao-determina-reducao-do-fosforo-no-sabao-em-po>.

Acesso em: 18 nov. 2013.

Rios sem espumas – Resolução Conama determina redução de fósforo de sabão e detergente

93


Para o entendimento do texto, você pode

pedir aos alunos que sublinhem as palavras

cujo significado não conhecem e discutam-nas

em classe. As questões a seguir servem para

guiar a leitura e a compreensão do texto.


1. Quais são as principais fontes de compos-

tos de fósforo nos rios brasileiros?

Os agrotóxicos e as fezes despejados nos rios pelos esgotos

domésticos sem tratamento. Os detergentes também contri-

buem para o aumento da quantidade de fósforo nas águas.

2. Qual é a quantidade do elemento fósforo

lançada nos rios brasileiros anualmente?

64 toneladas/dia · 365 dias = 23 360 toneladas.

3. Qual é a medida proposta pelo Conama

visando controlar o lançamento de fósforo

nos rios?

Redução da concentração de fósforo em 1,5% na fórmula

dos sabões e detergentes em pó.

4. Qual é a porcentagem de redução do ele-

mento fósforo esperada com a adoção da

medida?

Redução de 64 toneladas para 46 toneladas/dia. Em um ano,

redução de 23 360 toneladas para 16 790 toneladas.

5. Que efeitos o elemento fósforo pode causar

nas águas?

O fósforo em excesso pode levar à eutrofização. Além de ser-

vir de criadouros para vetores de doenças, dar gosto ruim e

mudar a coloração da água, as algas originadas nesse proces-

so podem afetar turbinas e hélices de motores e atrapalhar

a navegação.

6. Quais são as possíveis fontes do elemento

nitrogênio nas águas?

Agrotóxicos e fezes.

7. O que é eutrofização?

Processo em que a água é enriquecida com nutrientes que

favorecem a proliferação de algas.

8. Escreva o nome e a fórmula da substância

que contém fósforo, geralmente utilizada nos

detergentes empregados para lavar roupa.

O�Na� P O P O P O�Na�

O�Na� O�Na� O�Na�

O O O

Tripolifosfato de sódio.

Você pode sugerir aos alunos que, indi-

vidualmente ou em duplas, leiam o texto e

respondam às questões propostas para en-

tendimento, discutindo-as em seguida. Deve

informá-los de que os fosfatos são adicionados

aos detergentes em pó com o objetivo de reagir

com os íons responsáveis pela dureza das águas

– como o Ca2+ e o Mg2+ –, facilitando a ação de

limpeza, e que o elemento fósforo está presente

nas águas na forma de fosfatos (PO3-).

O excesso de tripolifosfato proveniente das

águas de lavagem alcança os corpos d’água,

reagindo lentamente com a água e formando

íons fosfato, como é mostrado na equação:

4

P3O5-(aq) + 2 H2O (l) 3 PO3- (aq) + 4 H+ (aq)10 4

94

Aproveitando ainda o texto, pode-se pe-

dir aos alunos que procurem explicar a úl-

tima frase: “A redução do fósforo nas fór-

mulas de sabões e detergentes em pó é um

primeiro passo no sentido de minimizar os

efeitos dessa poluição [dos rios]”. Pode-

-se ainda questionar o que acontece com as

substâncias orgânicas presentes nesses ma-

teriais quando alcançam as águas de rios,

relembrando a decomposição da matéria or-

gânica. Para ampliar os conhecimentos dos

alunos, pode-se sugerir que busquem infor-

mações sobre a substituição do fosfato nos

sabões e detergentes em pó por outras subs-

tâncias menos agressivas.


Espera-se que os alunos, ao discutirem

a parte final do texto, apontem que a redu-

ção da quantidade de fosfato é um primeiro

passo, mas que não resolverá o problema

de poluição das águas por esse material,

pois sua carga nos detergentes não foi to-

talmente eliminada, além do fato de que

há outras fontes introdutoras de fosfato

nas águas, como os fertilizantes e os esgo-

tos domésticos – mesmo quando tratados.

Espera-se, ainda, que os alunos mencionem

que a eutrofização também é causada pelos

nitratos presentes nas águas provenientes

da decomposição das substâncias orgâni-

cas advindas de esgotos domésticos e de

fertilizantes.

Atividade 4 – Outros aspectos da poluição das águas: sugestões de temas para estudo

A poluição das águas é um tema bastante

amplo, não se esgotando nas sugestões apresen-

tadas nas Situações de Aprendizagem anterio-

res. Assim, pode-se solicitar que os alunos com-

plementem os estudos por meio de pesquisas.

Para ampliar seus conhecimentos

sobre a poluição das águas, são su-

geridos alguns temas para que você

procure informações e discuta com seus cole-

gas. Seguindo as orientações de seu professor,

prepare um trabalho escrito sobre um dos te-

mas sugeridos a seguir. Você pode, também,

sugerir outro tema relacionado ao estudo da

poluição das águas que você gostaria de estu-

dar. Consulte seu professor sobre a conveniên-

cia de pesquisar tal tema.

Temas sugeridos:

Contaminação das águas por defensivos

agrícolas.

Contaminação das águas por metais pesados.

Derramamento de petróleo nos mares.

tema escolhido. Pode-se orientá-lo a, primeiro, caracterizar

o contaminante que pesquisou e, em seguida, descrever seus

principais danos e possíveis medidas para minimizá-los.

95


SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 7 PERTURBAÇÕES NA BIOSFERA

Muitos são os impactos causados por ati-

vidades humanas na biosfera. Nesta Situa-

ção de Aprendizagem, optou-se por discutir

as perturbações causadas pelo uso de pesti-

cidas e pelo acúmulo de plásticos no meio

ambiente.

Conteúdos e temas: bioacumulação de pesticidas (DDT); síntese do DDT; pesticidas organofosforados e carbamatos; diferentes plásticos: PET, PEAD, PVC, PEBD, PS e outros.

Competências e habilidades: reconhecer o DDT como agente poluidor da biosfera; aplicar conceitos de concentração em ppm, de solubilidade, de estrutura molecular e de equilíbrio químico para entender a bio-acumulação de pesticidas ao longo da cadeia alimentar e a síntese do DDT; aplicar conceitos de densidade e de concentração para elaborar um procedimento visando à identificação e à separação de plásticos para a reciclagem; reconhecer plásticos como lixo sólido poluente.

Sugestão de estratégias de ensino: análise de esquemas e tabelas; aulas expositivo-dialogadas; entrevistas; pesquisas; discussões; planejamento de prática experimental.

Sugestão de recursos: livros; materiais de outras séries.

Sugestão de avaliação: apresentação da proposta experimental; tarefa solicitada; participação; apresen-tação de material solicitado.

Atividade 1 – Pesticidas e bioacumulação

Nesta atividade, os alunos são convida-

dos a aprofundar o estudo da bioacumula-

ção do pesticida DDT, abordada no Cader-

no de Biologia da 1a série (volume 1). Eles

aplicarão conhecimentos sobre equilíbrio

químico e solubilidade em água para enten-

der a produção do pesticida. Poderão tam-

bém explicar a bioacumulação em seres vi-

vos, relacionando a estrutura do DDT com

sua alta solubilidade em gorduras e sua bai-

xa solubilidade em água. A atividade permi-

te também que utilizem conceitos já estuda-

dos em Biologia para julgar a importância

de fazer escolhas corretas de consumo e de

conhecer Química para saber avaliar riscos

ambientais e sociais. Como o tema já foi es-

tudado em Biologia, fica a seu critério apro-

fundar os aspectos químicos e atitudinais

aqui propostos.

A problematização do estudo pode ser fei-

ta por meio de perguntas que busquem esta-

belecer conexões entre pesticidas e o que os

alunos já conhecem:

O que significa dedetizar uma casa? (Pro-

vavelmente, os alunos responderão que é

colocar veneno em uma casa para matar

baratas, formigas e insetos.)

96

Que tipo de veneno é utilizado no processo?

(Provavelmente, eles não saberão ou talvez

citem marcas de inseticidas existentes no

mercado.)


1. Observe a figura a seguir. Como se dá a

bioacumulação do DDT nos diversos ní-

veis tróficos?

1. Água2. Fitoplâncton e vegetais aquáticos

3. Peixes herbívoros

4. Peixes carnívoros

5. Mergulhões

DDT/ppm 0,00005 0,04 0,2 – 1,2 1 – 2 3 – 76©

Cla

udio

Rip

insk

as/R

2 C

riaç

ões

Lançamento aéreo de DDT para matar larvas de insetos que atacam as lavouras.

A população de mergulhões diminuiu 97% em 10 anos.

Figura 19.

As plantas, ao absorverem nutrientes do meio, absorvem

DDT, que é bioacumulativo. Os animais que se alimentam

mais plantas forem ingeridas, mais DDT esses animais vão

ingerir e acumular. Um animal carnívoro, ao se alimentar de

animais herbívoros contaminados com DDT, ingerirá quan-

tidades ainda maiores de DDT e o acumulará. Dessa manei-

ra, a concentração de DDT aumenta a cada nível trófico.

A figura também mostra que, na pulve-

rização aérea do DDT, parte do produto

destinado às plantações acaba caindo em

outros locais. Por se tratar de sólido fina-

mente dividido (pó), o pesticida permane-

ce algum tempo no ar e, dependendo dos

ventos, pode cair em locais inapropriados,

como na água.

97


Em seguida, para se entender melhor a

bioacumulação, pode se iniciar o estudo

químico dos pesticidas por meio de aula

expositivo-dialogada conduzida por algu-

mas perguntas.

2. Você acha que, quando se fala em dedeti-

zar uma residência, o pesticida a ser usado

será o DDT?

Talvez os alunos achem que sim.

3. Agora, leia a informação a seguir e respon-

da novamente à questão 2:

A Lei no 11.936, de 14 de maio de 2009,

em seu art. 1o, proíbe, em todo o territó-

rio nacional, a fabricação, a importação,

a exportação, a manutenção em estoque,

a comercialização e o uso do diclorodife-

niltricloroetano (DDT). Em seu art. 2o,

determina que todos os estoques de pro-

dutos contendo DDT, existentes no país

à data de publicação desta lei, devem ser

incinerados no prazo de 30 (trinta) dias,

tomadas as devidas cautelas para impe-

dir a poluição do ambiente e riscos para a

saúde humana e animal. (Disponível em:

<http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/

_Ato2007-2010/2009/Lei/L11936.htm>.

Acesso em: 18 nov. 2013.)

Espera-se que, após terem acesso a essa informação, os

alunos respondam que o DDT não deve ser utilizado em

dedetizações domésticas, pelo menos no Brasil. Eles podem

ser informados de que esse pesticida foi utilizado durante

muito tempo para acabar com pragas em residências, em

hospitais e na agricultura. Por esse motivo, seu nome ori-

ginou um verbo (dedetizar) que, até hoje, é utilizado para

designar a aplicação de pesticida.

Você pode então apresentar a fórmula

estrutural do DDT (paradiclorodifeniltri-

cloroetano) e discutir com os alunos a sua

polaridade.

Assim como o DDT, as moléculas de

gordura apresentam baixa solubilida-

de em água. Com base nessa informa-

ção, procure explicar por que quanto maior o

nível em que o organismo se situa na cadeia ali-

mentar (nível trófico), maiores as concentrações

de DDT que nele podem ser encontradas.

Após concluírem que a molécula é pouco polarizada, os

alunos poderão inferir que o DDT é bastante solúvel em

gordura e pouco solúvel em água. Por isso, animais que se

alimentam de plantas contaminadas com o DDT o bioacu-

mulam em sua gordura. Um carnívoro, ao se alimentar de

animais herbívoros contaminados com DDT, ingerirá o DDT

neles acumulado e também o bioacumulará. Dessa manei-

ra, pode-se explicar a razão de as concentrações de DDT

encontradas em animais que ocupam as posições mais altas

da cadeia alimentar serem maiores.

— C —

Cl — C — Cl

Cl — — Cl

H

Cl

98

Neste momento, é importante explicitar

que foram usados diversos conceitos aprendi-

dos ao longo das aulas de Química para en-

tender e explicar a reatividade e o comporta-

mento de substâncias em diferentes situações.

Os alunos deverão compreender que nem

sempre são necessários saberes químicos mui-

to sofisticados para fazer previsões e propor

processos de transformação.

Você pode então informá-los de que o

DDT, no ambiente, sofre transformações na

presença da luz solar, ocorrendo a formação

do DDE. Certos organismos – inclusive o ser

humano – conseguem metabolizar o DDT

DDT ou diclorodifeniltricloroetanoou paradiclorodifeniltricloroetano

DDE ou diclorodifenildicloroetilenoou paradiclorodifenildicloroetileno

transformando-o em DDE, que é muito mais

difícil de ser eliminado e é inócuo no com-

bate a pragas (sua estrutura está baseada em

uma unidade planar ( C=C ) que não permite a

reação com as estruturas dos canais nervo-

sos dos insetos). O DDT pode ser metaboli-

zado em DDE e DDD (diclorodifenildiclo-

roetano). Neste último, um átomo de cloro

do carbono não aromático é substituído por

hidrogênio. O DDD ainda é ativo como pra-

guicida, pois sua estrutura é espiralada e se-

melhante à do DDT. Existem ainda outros

metabólitos do DDT. Ainda não foi compro-

vado, mas estudos indicam que o DDE apre-

senta propriedades carcinogênicas.

Para continuar o estudo, você pode forne-

cer informações sobre o DDT e solicitar aos

alunos que avaliem se o seu uso foi positivo ou

negativo. O que se pretende com esta atividade

é permitir que eles percebam que, ao se optar

pelo uso ou não uso de pesticidas, há custos

e benefícios sociais, econômicos e ambientais.

Ao final, podem-se deixar no ar as se-

guintes questões: É fácil julgar a proibição ou

o emprego de determinado produto? Se você

tiver em sua casa uma praga (formigas ou

baratas, por exemplo), o que fará? Espera-se

que os alunos concordem que nem sempre é

fácil tomar decisões proibitivas (mais difícil

ainda é garantir seu cumprimento), que mui-

tos efeitos nocivos somente são detectáveis a

longo prazo e que nem sempre se sabe qual é

esse prazo. Isso implica a permissão de uso

e a comercialização de pesticidas que, com

o tempo, podem se mostrar prejudiciais ao

meio ambiente e aos seres vivos.

— C — C

Cl

Cl

Cl — — Cl

H

luz

CCl3

CCl2 + HCl

99


Desafio!

A equação a seguir descreve a obtenção

do DDT. Lembre que a dupla seta (duas se-

missetas) indica que se trata de transforma-

ção em equilíbrio químico dinâmico.

O DDT está solubilizado no clorobenzeno e as demais

substâncias (ácido sulfúrico e cloral hidratado) estão solu-

bilizadas na água. Pode-se adicionar mais água para separar

melhor as duas fases líquidas imiscíveis entre si: a camada su-

perior, a aquosa, pois apresenta menor densidade, contém

principalmente a água, o ácido sulfúrico e o cloral hidrata-

do; a outra fase é formada principalmente pelo DDT dissol-

vido no clorobenzeno. Após a separação das fases, a mistura

clorobenzeno e DDT pode ser destilada, pois as substâncias

apresentam temperaturas de ebulição bastante diferentes.

Industrialmente, a fase orgânica é lavada várias vezes e a

destilação do clorobenzeno é feita por arraste a vapor.

Tomando posição

Leia as informações relativas ao DDT

fornecidas a seguir.

1. A síntese do DDT é simples e sua pro-

dução é barata.

clorobenzeno cloral hidratadoou 2,2,2-tricloro-1-1- -etanodiol

DDTou paradiclorodifeniltricloroetano

SubstânciaTF (oC)

TE a 1 atm (oC)

Densidade a 25 ºC

(g · cm�3)Solubilidade a 25 oC

Clorobenzeno – 45 131 1,11 Muito pouco solúvel em água

DDT 106,5 260 1,60Solúvel em clorobenzeno,muito pouco solúvel em água

Água 0 100 1,00 Muito pouco solúvel em clorobenzeno

Cloral hidratado 57 98 1,91 Muito solúvel em água

Ácido sulfúrico 10,3 337 1,83 Muito solúvel em águaTabela 26.

Os dados da tabela informam que o

DDT e o clorobenzeno são praticamente

insolúveis em água. Considerando essa in-

formação e as outras propriedades das subs-

tâncias envolvidas na obtenção do DDT, o

que se pode fazer para separar o DDT das

outras espécies que coexistem no equilíbrio

químico descrito?

– H

+

– H

Cl – Cl –HO

HOCl – Cl –

CH – CCl3 CH – CCl3 + 2H2Ocalor

H2SO4

100

2. Quando seu uso foi iniciado, o DDT

não apresentou efeitos em populações

humanas, parecendo matar somente

insetos.

3. A Organização Mundial da Saúde

(OMS) recomenda o uso de DDT para

matar o mosquito-da-malária.

4. O DDT é bastante resistente no ambien-

te e sua degradação é muito lenta. Isso

significa que, mesmo após a aplicação,

continua agindo por ação residual, não

necessitando de outras reaplicações du-

rante um longo período.

5. O DDT bioacumula-se ao longo da ca-

deia alimentar.

6. Algumas populações de insetos torna-

ram-se resistentes ao DDT. Algumas

espécies de moscas sofreram mutações,

produzindo enzimas que catalisam a

transformação do DDT em DDE (di-

clorodifenildicloroetileno).

7. Ao longo do tempo, a eficácia de diversos

pesticidas, entre eles o DDT, diminui.

8. A pulverização por aviões faz que o pes-

ticida permaneça no ar por determinado

tempo e – dependendo das condições cli-

máticas, da forma de aplicação, da altura

em que é aplicado e da velocidade de pul-

verização – até 50% pode cair em outros

locais, inclusive em corpos d’água.

9. Há países onde o uso do DDT é ilegal;

alguns desses países, entretanto, são fa-

bricantes e exportadores desse pesticida.

10. O DDT não foi banido em muitos paí-

ses, principalmente nos subdesenvolvi-

dos e tropicais, onde a incidência de ma-

lária, tifo e febre amarela é grande.

11. Sem o uso de agrotóxicos, a produ-

ção de alimentos requerida para suprir

as necessidades humanas atuais está

comprometida.

12. Reações alérgicas na pele, câncer no

fígado e efeito mutagênico são conse-

quências comprovadas do DDT em se-

res humanos.

Levando em conta essas informações,

você:

1. Permitiria o uso de DDT para o comba-

te à malária em países onde a incidência

dessa doença é alta?

2. Seria contra ou a favor da produção de

DDT em seu país, caso o produto fosse

destinado unicamente à exportação?Os alunos poderão apresentar diferentes pontos de vista

com base nas informações relativas ao DDT. Essa ativida-

de permite que os alunos debatam os prós e os contras

do uso do DDT e que tomem uma posição. (Professor,

caso você considere adequado, os alunos podem pesqui-

sar mais sobre o assunto, procurando conhecer possíveis

alternativas para o combate à malária.)

101


O DDT faz parte da classe de pestici-

das chamados de organoclorados.

Há outras classes de pesticidas: os

organofosforados e os carbamatos. Para ampliar

seus conhecimentos sobre pesticidas, procure in-

formações sobre eles. Consulte seu professor so-

bre a conveniência de pesquisar tal tema. Utilize

seu caderno ou uma folha avulsa.

Os alunos deverão reconhecer que pesticidas da classe dos orga-

nofosforados e dos carbamatos, também solúveis em gorduras,

não se bioacumulam, pois se decompõem mais rapidamente que

os organoclorados. Por serem pouco solúveis em água, os orga-

nofosforados acabam por ficar nos locais onde caíram ao ser apli-

cados (apresentam pequena mobilidade, o que é uma vantagem),

sendo pouco carregados para lençóis freáticos, rios, lagoas e ma-

res. Por outro lado, são inseticidas muito agressivos, que exigem

vários cuidados durante sua aplicação e nos períodos em que se

mantêm ativos, o que ocasiona desequilíbrios ecológicos agudos.


Os alunos deverão saber analisar a polari-

dade de uma molécula de DDT para explicar

sua solubilidade em gorduras e sua bioacu-

mulação ao longo dos níveis tróficos. Deve-

rão também saber explicar a relação entre sua

baixa solubilidade em água e sua persistência

em ambientes abertos e em organismos vivos.

É desejável ainda que se conscientizem de que

podem aplicar conhecimentos que já possuem

para entender problemas ambientais e para

avaliar os riscos da utilização de pesticidas.

Atividade 2 – Uso e reconhecimento de plásticos

Nesta atividade, os alunos deverão refletir

sobre o problema da poluição causada por

plásticos. Você pode iniciar a aula apresen-

tando à turma, em uma roda de conversa, um

artigo publicado em 22 de abril de 2013 acerca

das discussões sobre o uso de sacolas plásticas,

que envolveu vários segmentos da sociedade.

Governo pretende reduzir uso de sacolas plásticas

O governo Dilma Rousseff deu início a dis-

cussões com a indústria, o comércio e entida-

des que representam os consumidores para

tentar frear o consumo de sacolas plásticas no

país. Devido à falta de uma legislação especí-

fica sobre o assunto, o Executivo busca obter

nesses debates subsídios para o “disciplina-

mento normativo” do uso sustentável do pro-

duto. Pelo menos por ora, as reuniões não

ocorrem em clima de embate. Mas tampouco

há um consenso: indústria e comércio têm

posições divergentes. Integrantes da sociedade

civil organizada defendem, por sua vez, fór-

mulas que não gerem maiores custos aos con-

sumidores. [...]

Além da falta de um marco regulatório

nacional e da existência de leis estaduais e

municipais divergentes sobre o assunto, não há

estatísticas oficiais sobre a situação do setor de

sacolas plásticas no país. Segundo dados apre-

sentados pelos representantes da indústria no

grupo de trabalho, o número de unidades con-

102

sumidas pela população brasileira em 2012 foi

de aproximadamente 12 bilhões, ou 0,2% dos

resíduos sólidos do país. Em 2011, o consumo

teria sido de 13,2 bilhões de sacolas.

Em contraste, a Associação Brasileira

de Supermercados (Abras) estimou em

13,9 bilhões de unidades o consumo de sacolas

plásticas no Brasil em 2011. Segundo relatos

de participantes dos encontros, alguns repre-

sentantes do comércio chegaram a defender o

fim da distribuição gratuita das sacolas plás-

ticas. Representantes de redes varejistas argu-

mentaram que as sacolas produzidas no Brasil

são mais caras que as importadas. Ressaltaram

também que os consumidores precisam se

conscientizar que usar sacolas plásticas de

material não reciclado para embalar lixo repre-

senta um desperdício. Integrantes do colegiado

relataram ainda que, segundo os representantes

do comércio, a simples cobrança pelas sacolas

mudaria os hábitos de consumo no Brasil.

“O primeiro passo é a conscientização”,

disse ao Valor Adriano Manoel dos Santos,

diretor da Abras e coordenador do comitê de

sustentabilidade da entidade. “A Abras é a

favor de uma distribuição que não prejudique

o meio ambiente, mas não é a favor de abolir

as sacolas.”

Um acordo fechado entre a Abras e o

Ministério do Meio Ambiente busca a redução

do consumo de sacolas plásticas em até 40%

entre 2010 e 2015. Em 2010, tal consumo nos

supermercados foi de 14,9 bilhões de unidades.

Sem medida alguma para atenuar esse qua-

dro, o setor estima que o consumo chegaria a

16,5 bilhões de sacolas em 2015. A conta consi-

dera uma expectativa de crescimento de vendas

de 2% ao ano.

Para neutralizar os argumentos das redes

varejistas, a indústria tem ponderado que as

bases da discussão devem se dar a partir do

lema “reduzir, reutilizar e reciclar”. O setor

produtivo argumenta que o problema é o des-

carte inadequado, acrescentando que o desafio

do país é criar as normas técnicas necessárias

ao aumento da capacidade de transporte des-

sas embalagens. A ideia é que os clientes do

comércio varejista não precisem usar mais de

uma sacola para carregar os produtos adquiri-

dos, iniciativa que reduziria o desperdício. Para

a indústria, as sacolas reutilizáveis feitas de

pano são menos higiênicas para o transporte

de alimentos, argumento refutado pelos comer-

ciantes e ambientalistas.

A indústria de embalagens plásticas fle-

xíveis argumenta ainda que a produção de

sacolas consome menos energia que a de emba-

lagens de alumínio, aço e vidro, além de não

produzir desmatamento. Os industriais susten-

tam que as sacolas plásticas são “inertes”. Ou

seja: só acabam em locais indevidos e prejudi-

cam o meio ambiente se o descarte for inade-

quado. Além disso, alertam os porta-vozes do

setor produtivo no grupo de trabalho, o even-

tual banimento das sacolas plásticas eliminaria

uma cadeia importante da indústria nacional.

“É interessante a gente ter a possibilidade de

discutir um marco legal”, ponderou Wanderley

103


Baptista, especialista de política e indústria da

Gerência de Meio Ambiente da Confederação

Nacional da Indústria (CNI), lembrando que

hoje há leis diferentes em Estados e municípios

sobre o assunto. “Isso cria uma insegurança

para a indústria.”

Todos os lados envolvidos citam a Política

Nacional de Resíduos Sólidos como um avanço

na chamada “logística reversa” do lixo produ-

zido no país. Mesmo assim, a destinação desse

tipo de embalagem continua sendo uma preo-

cupação do Ministério do Meio Ambiente.

A pasta considera a sacola plástica um pro-

blema por seu papel como “fator agravador

de enchentes”, na morte de animais aquáticos,

na poluição visual das cidades e por dificultar

a degradação de resíduos úmidos e orgânicos

descartados pela população.

O Congresso também debate o assunto.

Tramitam na Câmara e no Senado diversos

projetos que buscam assegurar a distribuição

de sacolas sem custos adicionais aos consumi-

dores, proibir o seu fornecimento por estabele-

cimentos comerciais ou substituir esse tipo de

embalagem por produtos ecológicos.

Enquanto isso, as entidades de defesa dos

direitos dos consumidores acompanham a

pauta com o objetivo de evitar maiores pre-

juízos ao usuário final. Segundo João Paulo

Amaral, pesquisador do Instituto Brasileiro de

Defesa do Consumidor (Idec), a cobrança pelo

uso de sacolas nos supermercados não fere a

legislação. Por outro lado, essa cobrança pre-

cisa ser devidamente divulgada e os clientes

não podem ser surpreendidos ao chegarem aos

caixas. Uma proposta interessante, diz Amaral,

é a concessão de descontos aos clientes que não

demandarem as sacolas na hora de embalar as

suas compras. “O que deve ser considerado no

grupo de trabalho é um modelo de cobrança

justo”, disse o pesquisador do Idec.

EXMAN, Fernando. Governo pretende reduzir uso de sacolas plásticas. Valor Econômico, 22 abr. 2013.

A conversa pode ser desencadeada pelas

perguntas:

Qual é a importância dessas discussões?

Há consenso sobre a não utilização de sa-

colas plásticas como embalagens em esta-

belecimentos comerciais? Quais soluções os

diferentes segmentos que participam das dis-

cussões apresentam para o problema? Qual

delas você acha mais viável?

Provavelmente os alunos vão dizer que essa

discussão é importante porque o plástico polui

o ambiente. Alguns talvez arrisquem dizer que o

plástico não é biodegradável. Sugere-se um exa-

me mais minucioso das respostas que utilizam

palavras-chave, pois estas, muitas vezes, são da-

das sem que haja uma real compreensão por par-

te dos alunos. Deve ficar claro que ainda não há

consenso sobre a retirada das sacolas plásticas

de circulação. Pode-se ressaltar o alto consumo

104

de sacolas plásticas no Brasil e chamar a aten-

ção para as diferentes soluções apontadas: uso

de sacolas de pano, fabricação de sacolas que

comportem maior volume de produtos, descon-

tos para clientes que levem suas próprias emba-

lagens, substituição da matéria-prima utilizada

nas sacolas etc. Os alunos devem perceber que

todas as soluções vão gerar desconforto para um

ou mais segmentos da cadeia produtiva.


1. O plástico representa em média 18% do

lixo total, e a cidade de São Paulo gerou,

em 2006, cerca de 13 mil toneladas de lixo

domiciliar e comercial por dia (além de

lixo industrial, resíduos de construção, lixo

de estabelecimentos de saúde, lixo tecnoló-

gico e outros), o que significa 2340 tone-

ladas de plástico, que demorarão mais de

100 anos para se degradar. A densidade

dos plásticos gira entre 0,9 e 1,4 g · cm�3.

Calcule o volume mínimo, em metro cúbi-

co, que essa massa de plástico pode repre-

sentar nos lixões e aterros.

Para calcular o volume mínimo que o plástico pode represen-

tar, usa-se o maior valor da densidade, ou seja, 1,4 g · cm�3.

Como a massa de plástico é de 2 340 toneladas e a densidade

é dada em g · cm�3, pode-se transformar tonelada em grama:

1 t = 106 g

O volume correspondente a essa massa é:

mínimo = = 1671 � 106 cm3 = 1671 m3

2340 � 106 g

1,4 g � cm�3

Poucos alunos terão uma ideia do volume contido em 1 671 m3,

mas todos, certamente, já viram uma caixa-d’água com ca-

pacidade de 1 000 L, que corresponde a 1 m3. Logo, 1 671 m3

corresponderão a 1 671 caixas-d’água com capacidade de

1 000 L cheias de plásticos que levarão mais de 100 anos para

ser degradados.

No final de um ano, esse número chega a 609 915 cai-

xas-d’água (de 1 000 L) cheias de plásticos (1 671 caixas-

-d’água de 1 000 L · 365 dias). Considerando agora que

uma piscina olímpica (de 50 m de comprimento) tem ca-

pacidade de 2 500 m3 de água, a quantidade de plásticos

jogados no lixo por ano, somente na cidade de São Paulo,

corresponde a aproximadamente 244 piscinas olímpicas

cheias de plásticos.

Continuando o estudo, você pode arrazoar:

Os plásticos, se misturados ao lixo orgâ-

nico, vão para lixões, aterros sanitários

ou aterros controlados e podem levar, no

mínimo, 30 anos (podendo chegar a 450

anos) para se degradar. Por quanto tem-

po conseguiremos dispor de espaços para

aterros e lixões?

Muitos dos plásticos acabam indo para rios,

lagos e mares. Você pode também informar os

alunos sobre o tempo de degradação de alguns

plásticos:

garrafas PET, sacos e sacolas plásticas:

mais de 100 anos;

outros plásticos: até 450 anos;

105


pneus, isopor e esponjas: tempo inde-

terminado.

2. Os plásticos, quando separados, podem ser

reciclados ou incinerados. O lixo hospitalar

deve ser incinerado. Alguns tipos de plás-

tico, como polietileno tereftalato (PET),

polietileno de alta densidade (PEAD), po-

lietileno de baixa densidade (PEBD), poli-

cloreto de vinila (PVC), polipropileno (PP)

e poliestireno (PS), podem ser reciclados.

Quais são as vantagens e as desvantagens

da incineração?

Há quem defenda a incineração. Ela diminui o volume de lixo

e pode ser usada como fonte de energia, mas também libera

o gás CO2, que, como já foi estudado, contribui para a inten-

sificação do efeito estufa e da acidez de chuvas. Gases tóxi-

cos também são liberados pela queima de alguns plásticos,

-

cias tidas como mutagênicas, além do cloreto de hidrogênio

(HCl), um gás corrosivo. Lixo hospitalar, entretanto, deve ser

incinerado.

As seguintes questões podem ser debatidas

com a turma:

Vocês defendem a utilização de mate-

rial descartável para uso hospitalar, como

seringas, bolsas para sangue e para soro,

luvas cirúrgicas? Quais materiais são, na

sua opinião, absolutamente indispensáveis?

Cirurgiões usam instrumentos (separadores,

pinças etc.) de plástico? Esses instrumen-

tos podem ser esterilizados? Qual é o custo

financeiro dessa esterilização (aquecimento,

água e manutenção de autoclavesa)? E qual

é o custo ambiental da queima do material

plástico?

É importante que os alunos percebam que

não é necessário haver consenso, mas que as

opiniões expressas devem ser fundamentadas

e consistentes. Nem sempre a melhor solução

para determinada população é a melhor para

outra. Por exemplo: em uma situação de ca-

lamidade pública (após furacões, terremotos,

maremotos etc.), seria possível a esterilização

de seringas? Uma informação: o vírus da he-

patite C só pode ser eliminado em autoclave;

uma simples fervura não o inviabiliza.

Em outra etapa, os alunos deverão propor

um procedimento experimental que permita

a separação de plásticos de acordo com suas

densidades específicas.

O pré-laboratório pode ser assim conduzido:

Que tipos de plástico vocês conhecem?

Provavelmente, vão aparecer respostas como:

sacos de lixo, garrafas PET, canos de PVC etc.

Os alunos serão informados de que, para

reciclar plásticos, é preciso separá-los com

base no polímero de origem. Logo, para que

plásticos provenientes de lixos domésticos

possam ser reciclados, eles devem ser separa-

dos. Quanto melhor a separação e a limpeza,

maior será seu reaproveitamento. Contudo,

a Autoclave é um equipamento que utiliza vapor a alta pressão e alta temperatura para esterilização.

106

essa separação tem-se mostrado problemática

e tem restringido a reciclagem, pois muitos ar-

tefatos são fabricados com mais de um tipo de

material, o que impossibilita sua separação.

Com essas informações os alunos deverão

propor um procedimento experimental que

permita a separação de plásticos produzidos

com diferentes materiais: polipropileno (PP),

polietileno de alta densidade (PEAD), po-

liestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET).

Embalagens de margarina são normalmente

de PP (está escrito no fundo da embalagem);

copinhos descartáveis são feitos de PS; garrafas

de refrigerantes de 2 litros são de PET; e em-

balagens de iogurte líquido são geralmente de

PEAD. Nessa etapa do Ensino Médio, espera-

-se que os alunos já consigam utilizar conceitos

químicos para resolver problemas. Caso você

ache que eles não são capazes de fazê-lo, pode

ajudá-los, induzindo a discussão por meio de

perguntas:

O que acontece quando colocamos, em uma

vasilha cheia de água, um material não solúvel

em água, com densidadeb maior do que a dela?

Caso os alunos não consigam responder

à questão, você pode colocar um pedaço de

cano de PVC em uma vasilha contendo água

e perguntar:

Por que o pedaço de cano de PVC afundou?

Espera-se que os alunos respondam que o

cano afundou porque é mais denso do que a água.

O tempo de degradação de plásti-

cos varia bastante: garrafas PET,

sacos e sacolas plásticas levam, em

geral, mais de 100 anos para se degradar;

objetos feitos com isopor e esponjas plásti-

cas não têm tempo determinado para se de-

gradar. A reciclagem e a reutilização são

alternativas para lixos plásticos. Para ser

reciclados, os plásticos devem ser separados

com base no polímero de origem. Muitas

empresas de reciclagem trabalham apenas

com resíduos industriais, pois estes apresen-

tam qualidade garantida em relação à ho-

mogeneidade e à contaminação por outros

plásticos ou materiais.

Muitos materiais plásticos já apresentam,

no rótulo ou no próprio artefato, o código in-

ternacional que indica o polímero usado ou o

polímero preponderante.

Figura 20. Código internacional para a identificação de plásticos.

PEAD

PEBD

© C

laud

io R

ipin

skas

/R2

Cri

açõe

s

Como separar plásticos que não apresen-

tem identificação?

b Deve ser lembrado que o conceito de densidade foi abordado na 1a série (volume 1), tendo sido sugerida uma atividade experimental.

107


Com base nas informações das tabelas a

seguir, você deve, com seu grupo, propor um

procedimento que permita a separação e a

identificação de quatro tipos de plástico, for-

mados por PET, PP, PEAD e PS.

Densidades de materiais plásticos a 25 oCPlástico

Densidade (g · cm–3)Sigla Nome

PP Polipropileno 0,900 – 0,910PEBD Polietileno de baixa densidade 0,910 – 0,930PEAD Polietileno de alta densidade 0,940 – 0,960Água 1,000PS Poliestireno 1,040 – 1,080PC Policarbonato 1,200PET Polietileno tereftalato 1,220 – 1,400PVC Policloreto de vinila 1,220 – 1,400

Densidade de soluções a 25 oC Etanol

C2H5OH (% em massa)

Densidade da solução aquosa de etanol

(g · cm�3)

Cloreto de sódioNaCl

(% em massa)

Densidade da solução aquosa de cloreto de sódio

(g · cm�3)11 0,98 4 1,02524 0,96 8 1,05436 0,94 12 1,08348 0,92 16 1,11458 0,90 20 1,145

Tabela 27.

Tabela 28.

De acordo com as orientações de seu pro-

fessor e com as condições materiais dispo-

níveis, você e seu grupo poderão testar se o

procedimento proposto permite a separação

desses plásticos.

Os alunos devem entregar uma cópia da proposta no final

da atividade para que o professor possa avaliar se eles conse-

guem organizar e aplicar conhecimentos para resolver situa-

ções-problema. Eles podem propor vários procedimentos. O

importante é perceberem que têm de utilizar a diferença de

densidade que os plásticos apresentam, colocando-os em lí-

quidos de diferentes densidades em que não sejam solúveis.

Como há dois materiais que apresentam densidade menor do

que a da água (PP e PEAD), pode-se separá-los utilizando esse

líquido. Para diferenciá-los, deve-se escolher um líquido que

tenha uma densidade intermediária entre as deles, como uma

mistura de etanol e água. Para separar PET e PS, deve-se utilizar

um líquido cuja densidade seja um valor intermediário entre a

desses dois plásticos, como uma solução de NaCl.

Os alunos podem colocar as amostras de plástico em três re-

cipientes de vidro (com capacidade de 250 mL), contendo

líquidos de diferentes densidades:

�3); adi-

cionar as amostras dos quatro plásticos a ser identificados.

Deverão flutuar somente aqueles que apresentarem densi-

108

dades menores do que a da água, ou seja, o PP e o PEAD.

-

do uma quantidade de aproximadamente 38 a 48 g de álcool

e água suficiente para que a massa total seja 100 g. A solução

preparada apresentará uma densidade entre 0,92 g · cm�3 e

0,94 g · cm�3. Deverá flutuar somente o plástico cuja densida-

de é menor do que 0,92 g · cm�3, ou seja, o PP.

sódio, contendo entre 16 e 20 g de sal e água suficiente para

se obter uma massa de 100 g. A solução apresentará densida-

de entre 1,11 g · cm�3 e 1,15 g · cm�3. Colocar nessa solução

os dois plásticos que afundaram na solução do recipiente 1.

Deverá afundar somente o PET.

Caso não se tenha uma balança, sugere-se ao professor que,

aos poucos, coloque álcool no recipiente 1, deixando os alu-

nos perceberem que, em determinado momento, o PEAD

afundará. Nesse momento, pode-se apontar para os alunos

que a densidade da solução deve ser menor do que a densi-

dade do PEAD. Pode-se fazer o mesmo com o sal. Sugere-se

preparar pelo menos 200 g de cada solução para que se possa

observar melhor a flutuação. Os pedaços de plástico devem

ser pequenos, porém, bem visíveis.

Ao término da atividade, os grupos deverão apresentar suas

propostas para que sejam discutidas pela classe. Nessa discus-

são, todos terão a oportunidade de se defrontar com diversas

maneiras de solucionar problemas.

Para concluir o estudo, você pode questionar:

Todos os plásticos podem ser separados,

com certeza, pelo método que você propôs?

Por quê? Esse método é adequado para usi-

nas de reciclagem? E em casa? É impor-

tante que as embalagens plásticas sejam

codificadas com o tipo de material usado

em sua composição?

Você pode comentar que plásticos feitos a par-

tir de misturas de diferentes monômeros podem

não ser eficientemente separados por métodos

baseados na densidade. Os alunos devem enten-

der também que nem sempre um método usado

em laboratório é adequado para ser utilizado em

grande escala. Pode-se ainda reforçar a impor-

tância da separação do lixo (limpo) para que

possa ser reciclado e da existência de uma codifi-

cação internacional para os plásticos.

1. Pesquise os monômeros de ori-

gem dos diferentes plásticos descri-

tos e, no seu caderno, escreva as

equações químicas que descrevem suas rea-

ções de polimerização.

CH2 — CH

2

n

O2 , calor, pressão

n CH2 — CH

2—

PEAD e PEBD PS

peróxidos

HC CH2

C C

H

H H

n

n

PP

n HC CH2

cat.

CH3

H

C

CH3

n

H

Cn H

2C CH

Cl

H2C

nCH

Cl

peróxidos

H

calor, pressão

109


O O

C

n

C O OCH2

CH2

� n HO CH2 CH

2 OHCn

OO

OHHO

C

PET

alta temperatura

�H2O

ácido tereftálico etilenoglicol

2. Pesquise os aspectos visuais, algumas apli-

cações e o comportamento desses políme-

ros quanto à inflamabilidade. Anote os re-

sultados da pesquisa no seu caderno.

Algumas propriedades podem auxiliar na identificação de

plásticos, assim como possibilitam compreender melhor

sua estrutura e suas aplicações. Analisando o comporta-

mento do plástico, os alunos poderão verificar que a quei-

ma é uma alternativa para sua identificação, porém, se a

intenção for a reciclagem, a queima está fora de questão.

Informações sobre os diferentes plásticos estão organiza-

das a seguir para subsidiar o trabalho do professor.

Propriedades, aplicações, estruturas e comportamentos de diferentes plásticos

Tipo de plástico

Aspecto visual

Aplicações principais

Comportamento quanto à

inflamabilidadeEstrutura

PEADIncolor, opaco

Tampas, vasilhames, utilidades domésticas e frascos para produtos de limpeza

com odor de vela

PEBDIncolor, translúcido a opaco

Sacos de lixo e embalagens flexíveis

arela, com odor forte de vela

PPIncolor, opaco

Autopeças (para-choques), potes

la, com odor forte de vela

PSIncolor, transparente

Embalagens duras, brinquedos, indústria eletroeletrônica1

amarelo-alaranjada, com odor de estireno

Incolor, transparente

Tubos e conexões, frascos de água mineral

carbonização e chama amarelada, com toques verdes

CH2 CH

2n

CH2 CH

2n

H

C

H n

H

C

CH3

C C

H

H H

n

CHn

CH2

Cl

110

PETIncolor, transparente a opaco

Fibras têxteis, frascos de refrigerantes, mantas de impermeabilização

com chama amarela fuliginosa


A avaliação dessa atividade pode ser fei-

ta pela correção dos exercícios e atividades

realizados pelos alunos, pela participação

1 O poliestireno expandido, conhecido mundialmente pela marca Isopor®, é obtido pela polimerização do poliestireno por meio do emprego de um gás de expansão.

deles nas discussões e, também, pela aten-

ção e pela contribuição prestadas às pro-

postas dos colegas.


apresentadas algumas situações para que os

alunos as avaliem e proponham intervenções

solidárias que resultem em contribuições para

a diminuição da poluição no planeta. Você

poderá escolher, entre os temas e as sugestões

a seguir, aqueles que considerar mais perti-

nentes e adequados à sua realidade escolar.

Conteúdos e temas: tipos de poluição e intervenção do homem na natureza.

Competências e habilidades: organizar conhecimentos e aplicá-los para avaliar situações-problema e pro-por ações que busquem minimizá-las ou solucioná-las.

Sugestão de estratégias de ensino: trabalhos em grupo.

Sugestão de recursos: livros; materiais de outras séries; internet.

Sugestão de avaliação: apresentação da tarefa solicitada; participação; apresentação do material solicitado.

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 8 CONTRIBUIÇÕES PARA A DIMINUIÇÃO DA POLUIÇÃO NO

PLANETA

CH2

CH2C C

O

O

O

O

Tabela 29.

111


Pode-se solicitar aos alunos que busquem

informações, em fontes diversas, sobre proble-

mas de poluição já estudados e que, após uma

rápida síntese, proponham possíveis alternativas

para que eles sejam minorados ou solucionados.

Posteriormente, as alternativas encontradas de-

vem ser apresentadas para o restante da classe.

Você deve orientar a pesquisa levando em conta

a autonomia relativa à busca de informações que

cada classe apresenta. Para alunos menos autô-

nomos, podem ser sugeridos textos previamente

selecionados nos livros didáticos e paradidáticos

disponíveis, em páginas da internet, em perió-

dicos e até mesmo em anotações de aulas de

séries anteriores. A pesquisa pode também ser

mais bem orientada por meio de perguntas. Os

relatos devem ser objetivos, para que se prestem

ao papel de sintetizadores de informações. A so-

cialização dos dados também poderá ser feita

por meio de cartazes ou pela construção de pá-

gina na internet ou de blog, em que cada equipe

publica suas ideias e as coloca em discussão.

Seguindo as orientações de seu

professor, selecione uma das situa-

ções apresentadas a seguir para

procurar informações e respostas.

1 – Poluição atmosférica: causas, efeitos e in-tervenções sociais

O que é o smog fotoquímico e o que pode-

mos fazer para diminuir esse problema nas

grandes cidades?

O que é o efeito estufa? Poderia haver vida

na Terra sem ele? Quais são as causas pro-

váveis da atual intensificação do efeito es-

tufa? Há consenso sobre as relações entre

o aquecimento global e a emissão de gases

estufa? O que se pode fazer, individual ou

coletivamente, para reverter esse quadro?

(Consultar a Agenda 21, o Protocolo de

Kyoto e artigos com opiniões diferentes so-

bre o aquecimento global.)

O que é a camada de ozônio na estratos-

fera? Qual é sua importância? Quais são

as prováveis causas para a sua destrui-

ção? Quais são os efeitos da diminuição

dessa camada para a saúde dos seres vi-

vos? O que se pode fazer para minimizar

esses efeitos?

O que é a chuva ácida? Quais são as causas

e os efeitos no meio ambiente do aumento

da acidez da chuva? O que se pode fazer

para reduzir a acidez das chuvas?Os termos sugeridos são facilmente encontrados em livros

didáticos e na internet. As soluções ou ações para tentar re-

solver ou minimizar os problemas nem sempre constam nos

livros didáticos, mas é sempre possível encontrar material na

internet. As soluções que os alunos apresentarem poderão

ser discutidas em sala de aula.

2 – Pesticidas

Pesquise no que consistem as ações descri-

tas a seguir e avalie vantagens e desvantagens

de seus usos como substitutos à utilização de

pesticidas sintéticos.

Substituição de adubo químico por adu-

bação orgânica. (Dica para o professor:

112

você pode sugerir que os alunos relacio-

nem a adubação orgânica com os ciclos

do carbono e do nitrogênio anteriormente

estudados.)

Uso de plantas atraentes, repelentes e com-

panheiras e controle de pragas por subs-

tâncias sexo-atrativas.

Introdução de espécies predadoras de

pragas, incluindo parasitas, e espécies

patogênicas (discussão controversa, pois

essa introdução pode causar desequilí-

brios futuros).

Uso de sementes geneticamente modifica-

das, resistentes às pragas que normalmente

ocorrem na região do cultivo (discussão

controversa, pois essas plantas concorrem

com as espécies nativas, podendo chegar a

exterminá-las).

Informações sobre pesticidas podem ser obtidas também

mediante entrevistas com especialistas nos referidos as-

suntos. Os livros didáticos de Biologia podem conter infor-

mações úteis aos alunos. O objetivo dessa pesquisa é eles

perceberem que há vantagens e desvantagens nas soluções

propostas para os problemas ambientais, às vezes de natureza

tecnocientífica, às vezes decorrentes de interesses de grupos.

3 – Lixo e poluição: o que se pode fazer

Busque informações sobre a quantidade

anual de lixo produzida no seu município

e sobre o local em que esse lixo é deposi-

tado ou incinerado. Procure conhecer a di-

ferença entre aterro sanitário e lixão. Faça

uma estimativa da porcentagem de mate-

riais plásticos nesse lixo. Elabore propostas

concretas para diminuir o volume de lixo.

Procure informações sobre os custos e bene-

fícios da incineração e da deposição do lixo

em aterros sanitários. Procure saber também

quais são os problemas causados por lixões.

Discuta as vantagens da instalação de bio-

digestores em aterros sanitários.

Ter informações sobre a quantidade de lixo do município e

sobre sua destinação pode ser um importante instrumento

de cidadania, pois a situação do município ou da região e as

ações individuais e coletivas que buscam solucionar os possí-

veis problemas podem ser discutidas em sala de aula.

4 – Poluição do Rio Tietê: analisando a situa-ção atual e propondo soluções

Pesquise sobre as fontes de poluição do Rio

Tietê, em vários municípios por onde passa,

e discuta propostas de melhoria da qualida-

de da água, como o aumento da calha; a flo-

culação; a fiscalização de despejo de esgotos

clandestinos e de efluentes industriais não

tratados; o aumento de estações de trata-

mento de esgoto etc.

Caso sua cidade seja cortada por um rio,

discuta a viabilidade da implantação das

propostas citadas em seu município. Como

a comunidade poderia participar?

Informações podem ser obtidas na internet, em órgãos res-

ponsáveis pelo tratamento de água, como a Cetesb, e nas

Secretarias de Estado do Meio Ambiente.

113


AmostraVolume da

amostra (mL)Quantidade de fósforo (mg)

1 100 1,4 � 10�3

2 200 2,5 � 10�2

3 50 0,7 � 10�3

Tabela 30.


Levando em conta que esta é uma Si-

tuação de Aprendizagem de fechamento

das aulas e que seu objetivo maior é permi-

tir que os alunos apliquem conhecimentos

construídos ao longo do ano para avaliar si-

tuações-problema e propor ações para solu-

cioná-las, sugere-se que eles sejam avaliados

de acordo com esses objetivos. Você deverá

escolher os instrumentos de avaliação que

achar mais adequados às atividades que op-

tou por desenvolver.

Para retomar com os alunos os assuntos

abordados ao longo das últimas quatro Situa-

ções de Aprendizagem, podem-se utilizar os

exercícios a seguir.

1. A quantidade máxima de fósfo-

ro (P) permitida em águas doces

destinadas ao abastecimento para

consumo humano é de 0,020 mg · L�1.

Considere os dados a seguir, relativos à

análise de amostras de água de três reser-

vatórios diferentes, e aponte quais das

amostras obedecem à legislação para o

fósforo.

As concentrações de fósforo nas amostras 1 e 3 são iguais

(0,014 mg � L�1). A concentração de fósforo na amostra 2 é

de 0,125 mg � L�1 e está fora do limite previsto pela legislação.

2. (Enem – 2008) A Lei Federal no 11.097/2005

dispõe sobre a introdução do biodiesel na

matriz energética brasileira e fixa em 5%,

em volume, o percentual mínimo obriga-

tório a ser adicionado ao óleo diesel ven-

dido ao consumidor. De acordo com essa

lei, o biocombustível é “derivado de bio-

massa renovável para uso em motores a

combustão interna com ignição por com-

pressão ou, conforme regulamento, para

geração de outro tipo de energia, que pos-

sa substituir parcial ou totalmente com-

bustíveis de origem fóssil”. A introdução

de biocombustíveis na matriz energética

brasileira:

a) colabora na redução dos efeitos da de-

gradação ambiental global produzida

pelo uso de combustíveis fósseis, como

os derivados do petróleo.

b) provoca uma redução de 5% na quanti-

dade de carbono emitido pelos veículos

automotores e colabora no controle do

desmatamento.

c) incentiva o setor econômico brasilei-

ro a se adaptar ao uso de uma fonte

de energia derivada de uma biomassa

inesgotável.

d) aponta para pequena possibilidade de

expansão do uso de biocombustíveis,

114

fixado, por lei, em 5% do consumo de

derivados do petróleo.

e) diversifica o uso de fontes alternativas

de energia que reduzem os impactos da

produção do etanol por meio da mono-

cultura da cana-de-açúcar.

3. (Enem – 1998) Um dos índices de quali-

dade do ar diz respeito à concentração de

monóxido de carbono (CO), pois esse gás

pode causar vários danos à saúde. A tabela

a seguir mostra a relação entre a qualidade

do ar e a concentração de CO.

Qualidade do ar

Concentração de CO – ppm1

(média de 8 h)

Inadequada 15 a 30

Péssima 30 a 40

Crítica Acima de 40

Tabela 31.1 ppm (parte por milhão) = 1 micrograma de CO por

grama de ar (10–6 g)

Para analisar os efeitos do CO sobre os seres

humanos, dispõe-se dos seguintes dados:

Tabela 32.

Concentração de CO (ppm)

Sintomas em seres humanos

10 Nenhum

15Diminuição da capacidade visual

60 Dor de cabeça

100 Tontura, fraqueza muscular

270 Inconsciência

800 Morte

Suponha que você tenha lido em um jor-

nal que, na cidade de São Paulo, foi atin-

gido um péssimo nível de qualidade do

ar. Uma pessoa que estivesse nessa área

poderia:

a) não apresentar nenhum sintoma.

b) ter sua capacidade visual alterada.

c) apresentar fraqueza muscular e tontura.

d) ficar inconsciente.

e) morrer.

4. (Comvest – Vestibular Unicamp – 1999)

Em um aterro sanitário, o lixo urbano é

enterrado e isolado da atmosfera por uma

camada de argila, conforme vem esquema-

tizado na figura a seguir. Nessas condições,

micro-organismos decompõem o lixo pro-

porcionando, entre outras coisas, o apare-

cimento de produtos gasosos. O gráfico a

seguir ilustra a composição dos gases ema-

nados em função do tempo.©

Hud

son

Cal

asan

s

Figura 21.

115


4

Figura 22.

a) Em que instante do processo a compo-

sição do gás coletado corresponde à do

ar atmosférico?

No instante zero e bem próximo a ele.

b) Em que intervalo de tempo prevalece a ativi-

dade microbiológica anaeróbica? Justifique.

A atividade anaeróbica prevalece no intervalo de 1,2 a 10,5

porque a produção de CO2 e CH

4 diminui bruscamente e a

produção de O2 e N

2 recomeça.

c) Se você quisesse aproveitar, como com-

bustível, o gás emanado, qual seria o

melhor intervalo de tempo para fazer

isso? Justifique sua resposta e escreva a

equação química da reação utilizada na

obtenção de energia térmica.

O melhor intervalo de tempo seria entre 5 e 10, quan-

do ocorre a maior produção de gás metano. A equação é:

CH4(g) + 2 O

2(g) CO

2(g) � 2 H

2O(g) � energia.

5. (Fuvest – 1997) Em uma indústria um operá-

rio misturou, inadvertidamente, polietileno

(PE), policloreto de vinila (PVC) e poliestireno

(PS), limpos e moídos. Para recuperar cada um

Fórmula do polímeroDensidade (g � cm�3)

CH2 — CH2 n

(polietileno, PE)

0,91 – 0,98

CH — CH2 nC6H5

(poliestireno, PS)

1,04 – 1,06

CH — CH2 nCl

(policloreto de vinila, PVC)

1,35 – 1,42

As frações A, C e D eram, respectivamente:

a) PE, PS e PVC.

b) PS, PE e PVC.

c) PVC, PS e PE.

d) PS, PVC e PE.

e) PE, PVC e PS.

Tabela 33.

desses polímeros, utilizou o seguinte método

de separação: jogou a mistura em um tanque

contendo água (densidade = 1,00 g · cm�3) se-

parando, então, a fração que flutuou (fração A)

daquela que foi ao fundo (fração B). A seguir,

recolheu a fração B, secou-a e jogou-a em outro

tanque contendo solução salina (densidade =

= 1,10 g · cm�3), separando o material que flu-

tuou (fração C) daquele que afundou (fração D).

© H

udso

n C

alas

ans

116

PROPOSTAS DE SITUAÇÃO DE RECUPERAÇÃO

Você pode pedir aos alunos que consultem

seus cadernos ou outras fontes de pesquisa e,

a partir disso, escrevam pequenos resumos

orientados. A seguir, algumas questões que

podem nortear esta atividade.

1. Dê exemplos de derivados do petróleo e de

derivados do carvão mineral.

2. Quais os processos envolvidos no refino do

petróleo?

3. Discuta a importância econômica da con-

firmação da descoberta de grande reserva

de petróleo e gás na Bacia de Santos.

4. Discuta por que a biomassa é uma fon-

te de combustíveis muito valorizada. Dê

exemplos de alguns combustíveis prove-

nientes da biomassa atualmente utiliza-

dos no Brasil e aponte os processos envol-

vidos em sua obtenção.

5. Considere os grupos carboidratos, lipídios

e proteínas. Para cada um deles, cite uma

função orgânica que pode ser encontrada

em suas estruturas. Dê cinco exemplos de

alimentos em que possam ser encontra-

dos, majoritariamente, cada um desses

grupos.

6. O que são isômeros? Dê dois exemplos de

compostos isômeros.

7. Analise o ciclo do enxofre e das suas per-

turbações, usando o seguinte roteiro:

emissões vulcânicas spray

marinho

compostos reduzidos

emissões biogênicas

oceanos

oceano

chuva e outras decomposições

SO4

deposição

2�

sedimento

rochassedimentares

rios

rochas ígneas

compostos reduzidos

emissões biogênicas costeiras

deposição seca

combustíveis fósseis, vapores etc.

chuva

compostos reduzidos

emissões biogênicas

vegetais

oceano

Terratransporte

magma

H2S/SO2 /SO42� SO4

2�

S

SO2 /SO42�

S

SO2 /SO42� SO2

SO2 /SO42�

S©

Cla

udio

Rip

insk

as/R

2 C

riaç

ões

Adaptado de: GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educação Química). Interações e transformações: Química para o Ensino Médio, v. I: Guia do professor: elaborando conceitos sobre transformações químicas. São Paulo: Edusp, 1982.

Figura 23. Ciclo do enxofre.

117


a) Examinando a ilustração, identifique

algumas das diferentes fontes de com-

postos de enxofre remetidos e depois

removidos da atmosfera.

b) Elabore um esquema que mostre que o

dióxido de enxofre presente na atmosfe-

ra provém tanto da indústria quanto da

oxidação de gases como o gás sulfídrico

(H2S).

c) Explique, por meio de equações quími-

cas, a formação da chuva ácida a partir

da combustão do enxofre e/ou da com-

bustão do gás sulfídrico.

d) O ácido sulfúrico pode interagir com o

NH3, formando sulfato de amônio. Re-

presente essa transformação por uma

equação. Represente também por equa-

ção química a corrosão do mármore de

fachadas de edifícios, causada pela chu-

va ácida.

e) São lançados, anualmente, 130 milhões

de toneladas de SO2 na atmosfera. Sabe-

-se que, na atmosfera, esse gás sofre in-

terações, transformando-se em SO3 e,

depois, em H2SO4. Quantas toneladas

de ácido sulfúrico dissolvido na água da

chuva são remetidas à superfície terrestre?

8. Refaça as questões propostas durante as

aulas, explicando os erros cometidos por

você anteriormente.

Outra possibilidade de situação de recu-

peração envolve o livro Água hoje e sempre:

consumo sustentável, publicado pela SEE-SP,

em 2004, e disponível em todas as escolas.

Nele há uma atividade, na página 179, que

questiona por que o mar ou o rio não são

capazes de absorver naturalmente o esgoto,

sendo necessário o seu tratamento. Os alu-

nos podem ser orientados a fazer a leitura

do texto, elaborar uma síntese e responder às

questões propostas.

RECURSOS PARA AMPLIAR A PERSPECTIVA DO PROFESSOR E DO ALUNO PARA A COMPREENSÃO DO TEMA

Livros

BAIRD, Colin. Química ambiental. 2. ed.

Porto Alegre: Bookman, 2002. Traz uma dis-

cussão sobre a Química e o ambiente, dando

subsídios para a compreensão de temas atuais

como o agravamento do efeito estufa, o geren-

ciamento de resíduos e o tratamento de águas

subterrâneas e residuais, entre outros.

BOYD, R.; MORRISON, R. Química Orgâ-

nica. 6. ed. Lisboa: Calouste Gulbekian, s/d.

O livro contém informações sobre compostos

orgânicos, funções e reatividade em geral.

CANTO, Eduardo L. Plástico: bem supér-

fluo ou mal necessário? São Paulo: Moderna,

1995. (Coleção Polêmica). Oferece a estudan-

tes e leigos subsídios que possibilitam enten-

118

der a polêmica a respeito do uso de materiais

plásticos apesar de serem agentes poluidores.

MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquími-

ca básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara

Koogan, 2007. Este livro apresenta um tex-

to conciso que privilegia conceitos básicos de

Bioquímica e as vias metabólicas principais. A

leitura do livro na íntegra permite a constru-

ção de uma visão sistêmica da Bioquímica, que

poderá servir de ponto de partida para que os

professores desenvolvam estudos temáticos e

interdisciplinares, projetos e atividades adapta-

das para o nível médio.

TOLENTINO, M.; ROCHA-FILHO, R. C.;

SILVA, R. R. O azul do planeta: um retrato da

atmosfera terrestre. 5. ed. São Paulo: Moderna,

1997. Elucida temas que estão diretamente re-

lacionados com a poluição atmosférica, como

a intensificação do efeito estufa, o aumento da

acidez das chuvas, o depauperamento da ca-

mada de ozônio, a formação de ciclones, o efei-

to el niño, as neblinas químicas e as inversões

térmicas, entre outros.

USBERCO, J.; SALVADOR, E.; BENABOU,

J. E. A composição dos alimentos. São Paulo:

Saraiva, 2004. (Química no corpo humano). O

livro discute a alimentação e o balanço ener-

gético, a composição dos diferentes alimentos

e as substâncias essenciais na alimentação,

considerando aspectos químicos, biológicos e

sociais.

WOLKE, R. L. O que Einstein disse a seu cozi-

nheiro. Trad.: M. I. D. Estrada. Rio de Janei-

ro: Jorge Zahar, 2005. v. 1. Esse livro contém

mais de cem perguntas e respostas que podem

ser consultadas independentemente e procu-

ram explicar os conceitos científicos envolvi-

dos na cozinha.

Artigos de revista

FIORUCCI, A. R.; SOARES, M. H. F. B.;

CAVALHEIRO, E. T. G. Ácidos orgânicos:

dos primórdios da química experimental à

sua presença em nosso cotidiano. Química

Nova na Escola, p. 6-10, 15 maio 2002. Esse

trabalho evidencia a importância dos ácidos

orgânicos no cotidiano, assim como a relação

da descoberta de tais ácidos com o próprio de-

senvolvimento da Química.

GUIMARÃES, José R.; NOUR, Edson A.

A. Tratando nossos esgotos: processos que

imitam a natureza. Caderno Temático de

Química Nova na Escola, n. 1, p. 19-30, maio

2001. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.

br/online/cadernos/01/>. Acesso em: 19 nov.

2013. Esse caderno trata de Química Am-

biental e traz outros artigos que podem inte-

ressar ao professor.

MARIA, L. C. S. et al. Petróleo: um tema

para o ensino de Química. Química Nova na

Escola, p. 19-23, 15 maio 2002. O artigo traz

um relato de como associar os tópicos de Quí-

mica Orgânica às informações sobre petróleo,

além de sugerir atividades experimentais.

RODRIGUES, J. R. et al. Uma abordagem

alternativa para o ensino da função álcool.

119


Química Nova na Escola, p. 20-23, 12 nov.

2000. Relato de uma experiência em sala de

aula desenvolvida em uma 3a série do En-

sino Médio, na qual o estudo da função

álcool foi desencadeado pela discussão do

alcoolismo.

RODRIGUES, J. A. R. Recomendações da

Iupac para a nomenclatura de moléculas or-

gânicas. Química Nova na Escola, p. 22-28, 13

maio 2001. As recomendações atuais da Iupac

para a nomenclatura de moléculas orgânicas

são apresentadas em formato condensado.

VIEIRA, K. R. C. F.; BAZZO, W. A. Dis-

cussões acerca do aquecimento global: uma

proposta CTS para abordar esse tema con-

troverso em sala de aula. Ciência & Ensino,

v. 1, número especial, nov. 2007. Disponível

em: <http://prc.ifsp.edu.br/ojs/index.php/cien

ciaeensino/issue/view/15>. Acesso em: 7 mar.

2014. Esse artigo apresenta sequência didática

para discussão do aquecimento global.

Sites

Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada

(Cepa). Apresenta informações sobre os

combustíveis biomassa, petróleo e álcool.

Disponível em: <http://www.cepa.if.usp.br/

energia/energia1999/Grupo1B/ebiomassa.

html>; <http://cepa.if.usp.br/energia/energia

1999/Grupo1A/origem.html> e <http://www.

cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1

B/talcooll.html>. Acessos em: 6 jan. 2014.

Companhia Ambiental do Estado de São

Paulo (Cetesb). Variáveis de qualidade das

águas e dos sedimentos. Informações sobre

as variáveis de qualidade das águas. Dis-

ponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/

agua/aguas-superficiais/125-variaveis-de-

qualidade-das-aguas-e-dos-sedimentos>.

Acesso em: 19 nov. 2013.

No site da Cetesb podem-se, ainda, encontrar

amplas informações relativas à água, ao ar,

aos solos, à tecnologia e ao saneamento e con-

trole de qualidade ambiental. Disponível em:

<http://www.cetesb.sp.gov.br>. Acesso em: 19

nov. 2013.

Petrobras. Apresenta informações sobre a

Bacia de Santos, o Campo de Tupi e a ca-

mada pré-sal. Disponível em: <http://www.

petrobras.com.br/pt/quem-somos/perfil/ati

vidades/exploracao-producao-petroleo-gas/>

e <http://www.petrobras.com.br/pt/energia-

e-tecnologia/fontes-de-energia/petroleo/pre

sal>. Acessos em: 6 jan. 2014.

120

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste Caderno, pretende-se que os alu-

nos apliquem os conhecimentos adquiridos

no decorrer das aulas para entender e avaliar

os processos de obtenção e purificação do

petróleo, do gás natural e de seus derivados;

a utilização e a importância econômica des-

ses materiais; a estrutura e a nomenclatura

de hidrocarbonetos; e a isomeria em cadeias

abertas e fechadas. A utilização indiscrimi-

nada desses materiais é uma das causas das

mudanças e desequilíbrios ambientais atual-

mente em curso. É importante, portanto, que

os alunos reconheçam a biomassa como fonte

de energia alternativa.

Espera-se que eles sejam capazes de identi-

ficar as funções orgânicas presentes nos dife-

rentes grupos de alimentos.

Nosso intuito é que as atividades os capa-

citem e os incentivem a intervir e contribuir

para um desenvolvimento sustentável, levando

em conta a qualidade de vida e a sobrevivência

das espécies a longo prazo. Espera-se formar

alunos que saibam fazer escolhas de consumo

mais conscientes, que se disponham a intervir

em suas comunidades, que saibam avaliar de-

cisões tomadas por instâncias superiores e que

saibam expor e defender seus pontos de vista

de maneira consistente, usando conhecimentos

químicos. Propõe-se uma reflexão sobre o que

pode ser feito individualmente ou em comuni-

dade e o que depende de decisões de instâncias

maiores (governos municipais, estaduais, fede-

ral e entre os países do mundo), na esperança

de que os alunos possam defender suas posi-

ções, buscar maneiras de ser ouvidos, enfim,

atuarem como cidadãos do mundo.

121


1a série 2a série 3a série

Vol

ume

1

Transformações químicas no dia a dia: evidências; tempo envolvido; energia envolvida; revertibilidadeDescrição das transformações em diferentes linguagens e representações Diferentes intervalos de tempo para a ocorrência das transformações Reações endotérmicas e exotérmicas Transformações que ocorrem na natureza e em diferentes sistemas produtivos Transformações que podem ser revertidasAlguns materiais usados no dia a dia: caracterização de reagentes e produtos das transformações em termos de suas propriedades; separação e identificação das substâncias Propriedade das substâncias, como temperatura de fusão e de ebulição, densidade, solubilidade Separação de substâncias por filtração, flotação, destilação, sublimação, recristalização Métodos de separação no sistema produtivoCombustíveis: transformação química, massas envolvidas e produção de energia; reagentes e produtos: relações em massa e energia; reações de combustão; aspectos quantitativos nas transformações químicas; poder calorífico dos combustíveisConservação da massa e proporção entre as massas de reagentes e produtos nas transformações químicas Relação entre massas de reagentes e produtos e a energia nas transformações químicas Formação de ácidos e outras implicações socioambientais da produção e do uso de diferentes combustíveis

Água e seu consumo pela sociedade; propriedades da água para consumo humano; água pura e água potável; dissolução de materiais em água e mudança de propriedades; concentração de soluções Concentração de soluções em massa e em quantidade de matéria (g · L-1, mol · L -1, ppm, % em massa) Alguns parâmetros de qualidade da água: concentração de materiais dissolvidosRelações quantitativas envolvidas nas transformações químicas em soluções; relações estequiométricas; solubilidade de gases em água; potabilidade da água para consumo humano Relações quantitativas de massa e de quantidade de matéria (mol) nas transformações químicas em solução, de acordo com suas concentrações Determinação da quantidade de oxigênio dissolvido nas águas (Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO) Uso e preservação da água no mundo Fontes causadoras da poluição da água Tratamento de água por filtração, flotação, cloração e correção de pHO comportamento dos materiais e os modelos de átomo; as limitações das ideias de Dalton para explicar o comportamento dos materiais; o modelo de Rutherford-Bohr; ligações químicas iônicas, covalentes e metálicas; energia de ligação das transformações químicasCondutibilidade elétrica e radiatividade natural dos elementosO modelo de Rutherford e a natureza elétrica dos materiais

Extração de materiais úteis da atmosfera; produção da amônia e estudos sobre a rapidez e a extensão das transformações químicas; compreensão da extensão das transformações químicas; o nitrogênio como matéria-prima para produzir alguns materiaisLiquefação e destilação fracionada do ar para obtenção de matérias-primas (oxigênio, nitrogênio e gases nobres)Variáveis que podem interferir na rapidez das transformações (concentração, temperatura, pressão, estado de agregação e catalisador)Modelos explicativos da velocidade das transformações químicasEstado de equilíbrio químico: coexistência de reagentes e produtos em certas transformações químicasProcessos químicos em sistemas naturais e produtivos que utilizam nitrogênio: avaliação de produção, consumo e utilização socialExtração de materiais úteis da atmosfera; acidez e alcalinidade de águas naturais – conceito de Arrhenius; força de ácidos e de bases – significado da constante de equilíbrio; perturbação do equilíbrio químico; reação de neutralizaçãoComposição das águas naturaisProcessos industriais que permitem a obtenção de produtos a partir da água do mar Acidez e basicidade das águas e alguns de seus efeitos no meio natural e no sistema produtivoConceito de dissociação iônica e de ionização e a extensão das transformações químicas: equilíbrio químico

QUADRO DE CONTEÚDOS DO ENSINO MÉDIO

122

Vol

ume

1

Primeiras ideias sobre a constituição da matéria: modelo de Dalton sobre a constituição da matériaConceitos de átomo e de elemento segundo Dalton Suas ideias para explicar transformações e relações de massaModelos explicativos como construções humanas em diferentes contextos sociais

O modelo de Bohr e a constituição da matériaO uso do número atômico como critério para organizar a tabela periódicaLigações químicas em termos de forças elétricas de atração e repulsãoTransformações químicas como resultantes de quebra e formação de ligaçõesPrevisões sobre tipos de ligação dos elementos a partir da posição na tabela periódicaCálculo da entalpia de reação pelo balanço energético resultante da formação e ruptura de ligaçõesDiagramas de energia em transformações endotérmicas e exotérmicas

Constante de equilíbrio para expressar a relação entre as concentrações de reagentes e produtos numa transformação química Influência da temperatura, da concentração e da pressão em sistemas em equilíbrio químicoEquilíbrios químicos envolvidos no sistema CO2/H2O na naturezaTransformações ácido-base e sua utilização no controle do pH de soluções aquosas

Vol

ume

2

Metais – processos de obtenção; representação de transformações químicas; processos de obtenção de ferro e de cobre; linguagem simbólica da Química; tabela periódica; balanceamento e interpretação das transformações químicas; equação química – relação entre massa, número de partículas e energiaTransformações químicas na produção de ferro e de cobre Símbolos dos elementos e equações químicasBalanceamento das equações químicas Organização dos elementos de acordo com suas massas atômicas na tabela periódicaEquações químicas dos processos de produção de ferro e de cobreImportância do ferro e do cobre na sociedade atualMetais – processos de obtenção e relações quantitativas; relações quantitativas envolvidas na transformação química; estequiometria; impactos ambientais na produção do ferro e do cobreMassa molar e quantidade de matéria (mol)

O comportamento dos materiais; relações entre propriedades das substâncias e suas estruturas; interações interpartículas e intrapartículas e algumas propriedades dos materiaisPolaridade das ligações covalentes e das moléculasForças de interação entre as partículas – átomos, íons e moléculas – nos estados sólido, líquido e gasosoInterações inter e intrapartículas para explicar as propriedades das substâncias, como temperatura de fusão e de ebulição, solubilidade e condutibilidade elétricaDependência da temperatura de ebulição dos materiais com a pressão atmosféricaMetais e sua utilização em pilhas e na galvanização; relação entre a energia elétrica e as estruturas das substâncias em transformações químicas; reatividade de metais; explicações qualitativas sobre as transformações químicas que produzem ou demandam corrente elétrica; conceito de reações de oxirredução

Extração de materiais úteis da biosfera; recursos vegetais para a sobrevivência humana – carboidratos, lipídios e vitaminas; recursos animais para a sobrevivência humana – proteínas e lipídios; recursos fossilizados para a sobrevivência humana – gás natural, carvão mineral e petróleo Os componentes principais dos alimentos (carboidratos, lipídios e proteínas), suas propriedades e funções no organismoBiomassa como fonte de materiais combustíveisArranjos atômicos e moleculares para explicar a formação de cadeias, ligações, funções orgânicas e isomeria Processos de transformação do petróleo, carvão mineral e gás natural em materiais e substâncias utilizados no sistema produtivo: refino do petróleo, destilação seca do carvão e purificação do gásProdução e uso social dos combustíveis fósseis

123


Vol

ume

2

Cálculo estequiométrico: massas, quantidades de matéria e energia nas transformaçõesCálculos estequiométricos na produção do ferro e do cobre

Reatividade dos metais em reações com ácidos e íons metálicosTransformações que envolvem energia elétrica: processos de oxidação e de reduçãoAs ideias de estrutura da matéria para explicar oxidação e reduçãoTransformações químicas na geração industrial de energia Implicações socioambientais das transformações químicas que envolvem eletricidadeDiferentes usos sociais dos metais

Poluição, perturbações da biosfera, ciclos biogeoquímicos e desenvolvimento sustentável; poluição atmosférica; poluição das águas por efluentes urbanos, domésticos, industriais e agropecuários; perturbação da biosfera pela produção, uso e descarte de materiais e sua relação com a sobrevivência das espécies vivas; ciclos biogeoquímicos e desenvolvimento sustentávelDesequilíbrios ambientais pela introdução de gases na atmosfera, como SO2, CO2, NO2 e outros óxidos de nitrogênioChuva ácida, aumento do efeito estufa e redução da camada de ozônio: causas e consequênciasPoluição das águas por detergentes, praguicidas, metais pesados e outras causas e contaminação por agentes patogênicosPerturbações na biosfera por pragas, desmatamentos, uso de combustíveis fósseis, indústrias, rupturas das teias alimentares e outras causasCiclos da água, do nitrogênio, do oxigênio e do gás carbônico e suas inter-relações Impactos ambientais na óptica do desenvolvimento sustentávelAções corretivas e preventivas e busca de alternativas para a sobrevivência no planeta

124

CONCEPÇÃO E COORDENAÇÃO GERALNOVA EDIÇÃO 2014-2017

COORDENADORIA DE GESTÃO DA EDUCAÇÃO BÁSICA – CGEB

Coordenadora

Maria Elizabete da Costa

Diretor do Departamento de Desenvolvimento Curricular de Gestão da Educação Básica João Freitas da Silva

Diretora do Centro de Ensino Fundamental dos Anos Finais, Ensino Médio e Educação Profissional – CEFAF

Valéria Tarantello de Georgel

Coordenadora Geral do Programa São Paulo faz escolaValéria Tarantello de Georgel

Coordenação Técnica Roberto Canossa

Roberto Liberato

Suely Cristina de Albuquerque Bom m

EQUIPES CURRICULARES

Área de Linguagens Arte: Ana Cristina dos Santos Siqueira, Carlos

Eduardo Povinha, Kátia Lucila Bueno e Roseli

Ventrella.

Educação Física: Marcelo Ortega Amorim, Maria

Elisa Kobs Zacarias, Mirna Leia Violin Brandt,

Rosângela Aparecida de Paiva e Sergio Roberto

Silveira.

Língua Estrangeira Moderna (Inglês e Espanhol): Ana Beatriz Pereira Franco, Ana Paula

de Oliveira Lopes, Marina Tsunokawa Shimabukuro

e Neide Ferreira Gaspar.

Língua Portuguesa e Literatura: Angela Maria

Baltieri Souza, Claricia Akemi Eguti, Idê Moraes dos

Santos, João Mário Santana, Kátia Regina Pessoa,

Mara Lúcia David, Marcos Rodrigues Ferreira, Roseli

Cordeiro Cardoso e Rozeli Frasca Bueno Alves.

Área de Matemática Matemática: Carlos Tadeu da Graça Barros,

Ivan Castilho, João dos Santos, Otavio Yoshio

Yamanaka, Rosana Jorge Monteiro, Sandra Maira

Zen Zacarias e Vanderley Aparecido Cornatione.

Área de Ciências da Natureza Biologia: Aparecida Kida Sanches, Elizabeth

Reymi Rodrigues, Juliana Pavani de Paula Bueno e

Rodrigo Ponce.

Ciências: Eleuza Vania Maria Lagos Guazzelli,

Gisele Nanini Mathias, Herbert Gomes da Silva e

Maria da Graça de Jesus Mendes.

Física: Anderson Jacomini Brandão, Carolina dos

Santos Batista, Fábio Bresighello Beig, Renata

Cristina de Andrade Oliveira e Tatiana Souza da

Luz Stroeymeyte.

Química: Ana Joaquina Simões S. de Mattos Carvalho, Jeronimo da Silva Barbosa Filho, João Batista Santos Junior, Natalina de Fátima Mateus e Roseli Gomes de Araujo da Silva.

Área de Ciências Humanas Filosofia: Emerson Costa, Tânia Gonçalves e Teônia de Abreu Ferreira.

Geografia: Andréia Cristina Barroso Cardoso, Débora Regina Aversan e Sérgio Luiz Damiati.

História: Cynthia Moreira Marcucci, Maria Margarete dos Santos Benedicto e Walter Nicolas Otheguy Fernandez.

Sociologia: Alan Vitor Corrêa, Carlos Fernando de Almeida e Tony Shigueki Nakatani.

PROFESSORES COORDENADORES DO NÚCLEO PEDAGÓGICO

Área de Linguagens Educação Física: Ana Lucia Steidle, Eliana Cristine Budiski de Lima, Fabiana Oliveira da Silva, Isabel Cristina Albergoni, Karina Xavier, Katia Mendes e Silva, Liliane Renata Tank Gullo, Marcia Magali Rodrigues dos Santos, Mônica Antonia Cucatto da Silva, Patrícia Pinto Santiago, Regina Maria Lopes, Sandra Pereira Mendes, Sebastiana Gonçalves Ferreira Viscardi, Silvana Alves Muniz.

Língua Estrangeira Moderna (Inglês): Célia Regina Teixeira da Costa, Cleide Antunes Silva, Ednéa Boso, Edney Couto de Souza, Elana Simone Schiavo Caramano, Eliane Graciela dos Santos Santana, Elisabeth Pacheco Lomba Kozokoski, Fabiola Maciel Saldão, Isabel Cristina dos Santos Dias, Juliana Munhoz dos Santos, Kátia Vitorian Gellers, Lídia Maria Batista Bom m, Lindomar Alves de Oliveira, Lúcia Aparecida Arantes, Mauro Celso de Souza, Neusa A. Abrunhosa Tápias, Patrícia Helena Passos, Renata Motta Chicoli Belchior, Renato José de Souza, Sandra Regina Teixeira Batista de Campos e Silmara Santade Masiero.

Língua Portuguesa: Andrea Righeto, Edilene Bachega R. Viveiros, Eliane Cristina Gonçalves Ramos, Graciana B. Ignacio Cunha, Letícia M. de Barros L. Viviani, Luciana de Paula Diniz, Márcia Regina Xavier Gardenal, Maria Cristina Cunha Riondet Costa, Maria José de Miranda Nascimento, Maria Márcia Zamprônio Pedroso, Patrícia Fernanda Morande Roveri, Ronaldo Cesar Alexandre Formici, Selma Rodrigues e Sílvia Regina Peres.

Área de Matemática Matemática: Carlos Alexandre Emídio, Clóvis Antonio de Lima, Delizabeth Evanir Malavazzi, Edinei Pereira de Sousa, Eduardo Granado Garcia, Evaristo Glória, Everaldo José Machado de Lima, Fabio Augusto Trevisan, Inês Chiarelli Dias, Ivan Castilho, José Maria Sales Júnior, Luciana Moraes Funada, Luciana Vanessa de Almeida Buranello, Mário José Pagotto, Paula Pereira Guanais, Regina Helena de Oliveira Rodrigues, Robson Rossi, Rodrigo Soares de Sá, Rosana Jorge Monteiro,

Rosângela Teodoro Gonçalves, Roseli Soares Jacomini, Silvia Ignês Peruquetti Bortolatto e Zilda Meira de Aguiar Gomes.

Área de Ciências da Natureza Biologia: Aureli Martins Sartori de Toledo, Evandro Rodrigues Vargas Silvério, Fernanda Rezende Pedroza, Regiani Braguim Chioderoli e Rosimara Santana da Silva Alves.

Ciências: Davi Andrade Pacheco, Franklin Julio de Melo, Liamara P. Rocha da Silva, Marceline de Lima, Paulo Garcez Fernandes, Paulo Roberto Orlandi Valdastri, Rosimeire da Cunha e Wilson Luís Prati.

Física: Ana Claudia Cossini Martins, Ana Paula Vieira Costa, André Henrique Ghel Ru no, Cristiane Gislene Bezerra, Fabiana Hernandes M. Garcia, Leandro dos Reis Marques, Marcio Bortoletto Fessel, Marta Ferreira Mafra, Rafael Plana Simões e Rui Buosi.

Química: Armenak Bolean, Cátia Lunardi, Cirila Tacconi, Daniel B. Nascimento, Elizandra C. S. Lopes, Gerson N. Silva, Idma A. C. Ferreira, Laura C. A. Xavier, Marcos Antônio Gimenes, Massuko S. Warigoda, Roza K. Morikawa, Sílvia H. M. Fernandes, Valdir P. Berti e Willian G. Jesus.

Área de Ciências Humanas Filosofia: Álex Roberto Genelhu Soares, Anderson Gomes de Paiva, Anderson Luiz Pereira, Claudio Nitsch Medeiros e José Aparecido Vidal.

Geografia: Ana Helena Veneziani Vitor, Célio Batista da Silva, Edison Luiz Barbosa de Souza, Edivaldo Bezerra Viana, Elizete Buranello Perez, Márcio Luiz Verni, Milton Paulo dos Santos, Mônica Estevan, Regina Célia Batista, Rita de Cássia Araujo, Rosinei Aparecida Ribeiro Libório, Sandra Raquel Scassola Dias, Selma Marli Trivellato e Sonia Maria M. Romano.

História: Aparecida de Fátima dos Santos Pereira, Carla Flaitt Valentini, Claudia Elisabete Silva, Cristiane Gonçalves de Campos, Cristina de Lima Cardoso Leme, Ellen Claudia Cardoso Doretto, Ester Galesi Gryga, Karin Sant’Ana Kossling, Marcia Aparecida Ferrari Salgado de Barros, Mercia Albertina de Lima Camargo, Priscila Lourenço, Rogerio Sicchieri, Sandra Maria Fodra e Walter Garcia de Carvalho Vilas Boas.

Sociologia: Anselmo Luis Fernandes Gonçalves, Celso Francisco do Ó, Lucila Conceição Pereira e Tânia Fetchir.

Apoio:Fundação para o Desenvolvimento da Educação - FDE

CTP, Impressão e acabamento Log Print Grá ca e Logística S. A.

Filosofia: Paulo Miceli, Luiza Christov, Adilton Luís

Martins e Renê José Trentin Silveira.

Geografia: Angela Corrêa da Silva, Jaime Tadeu

Oliva, Raul Borges Guimarães, Regina Araujo e

Sérgio Adas.

História: Paulo Miceli, Diego López Silva,

Glaydson José da Silva, Mônica Lungov Bugelli e

Raquel dos Santos Funari.

Sociologia: Heloisa Helena Teixeira de Souza

Martins, Marcelo Santos Masset Lacombe,

Melissa de Mattos Pimenta e Stella Christina

Schrijnemaekers.

Ciências da Natureza

Coordenador de área: Luis Carlos de Menezes.

Biologia: Ghisleine Trigo Silveira, Fabíola Bovo

Mendonça, Felipe Bandoni de Oliveira, Lucilene

Aparecida Esperante Limp, Maria Augusta

Querubim Rodrigues Pereira, Olga Aguilar Santana,

Paulo Roberto da Cunha, Rodrigo Venturoso

Mendes da Silveira e Solange Soares de Camargo.

Ciências: Ghisleine Trigo Silveira, Cristina Leite,

João Carlos Miguel Tomaz Micheletti Neto,

Julio Cézar Foschini Lisbôa, Lucilene Aparecida

Esperante Limp, Maíra Batistoni e Silva, Maria

Augusta Querubim Rodrigues Pereira, Paulo

Rogério Miranda Correia, Renata Alves Ribeiro,

Ricardo Rechi Aguiar, Rosana dos Santos Jordão,

Simone Jaconetti Ydi e Yassuko Hosoume.

Física: Luis Carlos de Menezes, Estevam Rouxinol,

Guilherme Brockington, Ivã Gurgel, Luís Paulo

de Carvalho Piassi, Marcelo de Carvalho Bonetti,

Maurício Pietrocola Pinto de Oliveira, Maxwell

Roger da Puri cação Siqueira, Sonia Salem e

Yassuko Hosoume.

Química: Maria Eunice Ribeiro Marcondes, Denilse

Morais Zambom, Fabio Luiz de Souza, Hebe

Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa

Santos, Luciane Hiromi Akahoshi, Maria Fernanda

Penteado Lamas e Yvone Mussa Esperidião.

Caderno do Gestor Lino de Macedo, Maria Eliza Fini e Zuleika de

Felice Murrie.

GESTÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO EDITORIAL 2014-2017

FUNDAÇÃO CARLOS ALBERTO VANZOLINI

Presidente da Diretoria Executiva Mauro de Mesquita Spínola

GESTÃO DE TECNOLOGIAS APLICADAS À EDUCAÇÃO

Direção da Área Guilherme Ary Plonski

Coordenação Executiva do Projeto Angela Sprenger e Beatriz Scavazza

Gestão Editorial Denise Blanes

Equipe de Produção

Editorial: Amarilis L. Maciel, Ana Paula S. Bezerra, Angélica dos Santos Angelo, Bóris Fatigati da Silva, Bruno Reis, Carina Carvalho, Carolina H. Mestriner, Carolina Pedro Soares, Cíntia Leitão, Eloiza Lopes, Érika Domingues do Nascimento, Flávia Medeiros, Giovanna Petrólio Marcondes, Gisele Manoel, Jean Xavier, Karinna Alessandra Carvalho Taddeo, Leslie Sandes, Mainã Greeb Vicente, Maíra de Freitas Bechtold, Marina Murphy, Michelangelo Russo, Natália S. Moreira, Olivia Frade Zambone, Paula Felix Palma, Pietro Ferrari, Priscila Risso, Regiane Monteiro Pimentel Barboza, Renata Regina Buset, Rodolfo Marinho, Stella Assumpção Mendes Mesquita, Tatiana F. Souza e Tiago Jonas de Almeida.

Direitos autorais e iconografia: Beatriz Fonseca Micsik, Dayse de Castro Novaes Bueno, Érica Marques, José Carlos Augusto, Juliana Prado da Silva, Marcus Ecclissi, Maria Aparecida Acunzo Forli, Maria Magalhães de Alencastro, Vanessa Bianco e Vanessa Leite Rios.

Edição e Produção editorial: Jairo Souza Design Grá co e Occy Design projeto grá co .

* Nos Cadernos do Programa São Paulo faz escola são indicados sites para o aprofundamento de conhecimen-tos, como fonte de consulta dos conteúdos apresentados e como referências bibliográficas. Todos esses endereços eletrônicos foram checados. No entanto, como a internet é um meio dinâmico e sujeito a mudanças, a Secretaria da Educação do Estado de São Paulo não garante que os sites indicados permaneçam acessíveis ou inalterados.

* Os mapas reproduzidos no material são de autoria de terceiros e mantêm as características dos originais, no que diz respeito à grafia adotada e à inclusão e composição dos elementos cartográficos (escala, legenda e rosa dos ventos).

* Os ícones do Caderno do Aluno são reproduzidos no Caderno do Professor para apoiar na identificação das atividades.

CONCEPÇÃO DO PROGRAMA E ELABORAÇÃO DOS CONTEÚDOS ORIGINAIS

COORDENAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS DOS CADERNOS DOS PROFESSORES E DOS CADERNOS DOS ALUNOS Ghisleine Trigo Silveira

CONCEPÇÃO Guiomar Namo de Mello, Lino de Macedo, Luis Carlos de Menezes, Maria Inês Fini coordenadora e Ruy Berger em memória .

AUTORES

Linguagens Coordenador de área: Alice Vieira. Arte: Gisa Picosque, Mirian Celeste Martins, Geraldo de Oliveira Suzigan, Jéssica Mami Makino e Sayonara Pereira.

Educação Física: Adalberto dos Santos Souza, Carla de Meira Leite, Jocimar Daolio, Luciana Venâncio, Luiz Sanches Neto, Mauro Betti, Renata Elsa Stark e Sérgio Roberto Silveira.

LEM – Inglês: Adriana Ranelli Weigel Borges, Alzira da Silva Shimoura, Lívia de Araújo Donnini Rodrigues, Priscila Mayumi Hayama e Sueli Salles Fidalgo.

LEM – Espanhol: Ana Maria López Ramírez, Isabel Gretel María Eres Fernández, Ivan Rodrigues Martin, Margareth dos Santos e Neide T. Maia González.

Língua Portuguesa: Alice Vieira, Débora Mallet Pezarim de Angelo, Eliane Aparecida de Aguiar, José Luís Marques López Landeira e João Henrique Nogueira Mateos.

Matemática Coordenador de área: Nílson José Machado. Matemática: Nílson José Machado, Carlos Eduardo de Souza Campos Granja, José Luiz Pastore Mello, Roberto Perides Moisés, Rogério Ferreira da Fonseca, Ruy César Pietropaolo e Walter Spinelli.

Ciências Humanas Coordenador de área: Paulo Miceli.

Catalogação na Fonte: Centro de Referência em Educação Mario Covas

São Paulo (Estado) Secretaria da Educação.

Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: caderno do professor; química, ensino médio, 3a série / Secretaria da Educação; coordenação geral, Maria Inês Fini; equipe, Denilse Morais Zambom, Fabio Luiz de Souza, Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos, Luciane Hiromi Akahoshi, Maria Eunice Ribeiro Marcondes, Maria Fernanda Penteado Lamas, Yvone Mussa Esperidião. – São Paulo: SE, 2014.

v. 2, 128 p.

Edição atualizada pela equipe curricular do Centro de Ensino Fundamental dos Anos Finais, Ensino Médio e Educação Profissional – CEFAF, da Coordenadoria de Gestão da Educação Básica – CGEB.

ISBN 978-85-7849-678-4

1. Ensino médio 2. Química 3. Atividade pedagógica I. Fini, Maria Inês. II. Zambom, Denilse Morais. III. Souza, Fabio Luiz de. IV. Peixoto, Hebe Ribeiro da Cruz. V. Santos, Isis Valença de Sousa. VI. Akahoshi, Luciane Hiromi. VII. Marcondes, Maria Eunice Ribeiro. VIII. Lamas, Maria Fernanda Penteado. IX. Esperidião, Yvone Mussa. X. Título.

CDU: 371.3:806.90

S2 m

Valid

ade: 2014 – 2017

quÍmica -...

Documents