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UNIVERSIDADE CANDIDIO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

PROJETO A VEZ DO MESTRE

QUÍMICA TAMBÉM SE APRENDE EM CASA

Por Vagner de Oliveira Miranda

Orientador: Prof. Ms. Nilson Guedes de Freitas

Niterói

2005

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UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

PROJETO A VEZ DO MESTRE

QUÍMICA TAMBÉM SE APRENDE EM CASA

Apresentação de monografia à Universidade

Candido Mendes como requisito prévio para

Obtenção do grau de especialista no Curso de

Pós-Graduação “Lato Sensu” em Docência do

Ensino Superior.

Por: Vagner de Oliveira Miranda

Niterói

2005

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AGRADECIMENTOS

... aos meus professores e aos meus

alunos, foi a convivência sala de aula que

tornou possível a realização deste trabalho.

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DEDICATÓRIA

... aos meus pais Erdy e Mira e à minha

Adilia pelo incentivo.

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EPÍGRAFE

“A ciência nada mais é que o aperfeiçoamento

do raciocínio cotidiano”.

Albert Einstein

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RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo demonstrar que é possível estudar química utilizando situações do nosso cotidiano; a reação de combustão que permitiu a evolução de nossa espécie; o Homem evoluiu quando começou a dominar o fogo, hoje a reação de combustão continua muito presente nas nossas vidas; a primeira reação química que realizamos em casa para cozinhar os alimentos é acender o fogão à gás, uma reação de combustão do gás butano com o gás oxigênio presente no ar. A água uma substância aparentemente simples, possui propriedades interessantes e que torna possível à vida no nosso Planeta. O plástico um produto artificial, não existe na natureza, mas que se incorporou no nosso dia-a-dia, substituindo outros materiais na confecção de objetos domésticos, a produção dos plásticos aumentaram tanto, que passou a representar uma ameaça ao meio ambiente, porque a maioria dos plásticos são produzidos com derivados do petróleo e não são biodegradáveis, por isso, que é tão importante reciclar e procurar alternativas na produção de plásticos, como óleos vegetais ( mamona, dendê, milho). A cozinha é um local onde ocorre muitas reações químicas, as reações químicas dos alimentos são muito complexas, a pesquisa se limitou ao estudo das técnicas de preservação dos alimentos, dos principais nutrientes e a importância das enzimas no metabolismo. Alguns assuntos relacionados à poluição estão sempre presentes na mídia; como efeito estufa, chuva ácida e buraco na camada de ozônio, muitas vezes esses assuntos não são bem compreendidos. Poluição, existe culpado? Tem como objetivo discutir poluição.

Palavra Chaves: combustão, meio ambiente, reciclagem, poluição.

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 08

1 . Combustão é fogo 10

2 . Nós somos feitos de água 21

3 . Plástico, veio para ficar 28

4 . A química na cozinha 34

5 . Poluição, existe culpado? 40

CONCLUSÃO 47

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 51

ANEXO 52

ÍNDICE 53

FOLHA DE AVALIAÇÃO 54

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INTRODUÇÃO

Há uma carência de literatura que abordem os conceitos de ciências

de forma clara e objetiva; os alunos do ensino médio apresentam

dificuldades para entender o assunto como um todo, porque os livros

didáticos fragmentam os conteúdos.

Na literatura informal não existe essa divisão, os conceitos de

química, física, matemática, história, se interagem; e a aprendizagem

ocorre de forma integrada; este tipo de literatura não substitui o livro

didático, pelo contrário, valoriza e complementa.

A escolha do tema é uma tentativa de trabalhar conceitos e fazer o

leitor refletir na hora de realizar tarefas corriqueiras, como acender o carvão

na churrasqueira, ao apreciar uma queima de fogos de artifícios, ficar atento

as propriedades da água etc.

Destacar a importância da química, na melhoria da qualidade de

vida, desfazer a imagem que a química é culpada pela poluição e

destruição da natureza.

Assim, o capítulo 1, ressalta a importância da reação de combustão:

ao acender o fogão à gás, uma vela ou ao acionar o sistema de ignição nos

motores de combustão interna dos veículos.

Vamos estudar conceitos de reação química, energia de ativação,

termoquímica (reações exotérmica e endotérmica), cálculos

estequiométricos dos combustíveis mais utilizados e experimentos

baseados no livro brincando coma ciência de Ronaldo de Almeida e

Douglas Falcão.

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O capítulo 2, destaca a importância da água para o bom

funcionamento do nosso organismo, o tratamento e as propriedades da

água e o risco de doenças nas águas contaminadas.

A diferença da água mineral e da água mineralizada, a Portaria da

Vigilância Sanitária que permite a venda deste tipo de produto e o

crescimento do segmento com novas marcas, de acordo com as teorias

Jorge Antônio Barros de Macêdo.

O capítulo 3, faz uma reflexão sobre a importância dos plásticos na

sociedade, que aos pouco foram substituindo o papel, o couro, a madeira e

os metais na confecção de objetos domésticos.

Os tipos de plásticos, a necessidade de reciclagem e as pesquisas

para produção de plásticos biodegradáveis, baseados nas pesquisas

Rodrigo B. Capaz, do Instituto de Física, Rio de Janeiro e Hélio Chacham,

Instituto de Ciências Exata, Minas Gerais.

O capítulo 4, destaca a importância do conhecimento em química na

preservação dos alimentos, alerta para o perigo de substâncias usadas

como conservantes, que podem causar riscos à saúde.

Os alimentos indispensáveis e a importância das enzimas nas

reações químicas que ocorrem em nosso organismo, baseado no trabalho

de Robert Wolke.

O capítulo 5, desperta a consciência ecológica; estudando os

principais problemas que enfrentamos em nosso Planeta; como efeito

estufa, a diminuição na camada de ozônio, chuva ácida; abrindo uma

discussão sobre a influência do Homem nas mudanças climáticas, de

acordo com Ricardo Feltre, Tito e Canto.

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1 . COMBUSTÃO É FOGO.

A reação de combustão talvez seja a reação química mais antiga, e

que permitiu a evolução da nossa espécie; o Homem evoluiu a partir do

momento que começou a dominar o fogo, utilizando-o para iluminar as

cavernas, cozinhar os alimentos, se defenderem de animais ferozes e de

tribos rivais.

Não é possível falar de combustão sem mencionar Lavoisier,

considerado o pai da química moderna; passou seus dias em intensa

atividade, dedicado às experiências científicas, aos negócios financeiros e

aos debates políticos.

Nascido em 1743, Lavoisier era filho de Jean Lavoisier , procurador

do Parlamento de Paris e Emilia Punctis. Lavoisier aos cinco anos perdeu

sua mãe e foi criado pela tia, que zelou pela sua educação. Lavoisier

diplomou-se Advogado, estudou Literatura, matemática, astronomia,

botânica, geologia e química. Aos vinte e cinco anos, foi admitido na

Academia de Ciências e depois ingressou na “Ferme Générale” chegando a

ocupar o cargo de Diretor; esta organização que cuidava de cobrar impostos

na França do Antigo Regime; a instituição era odiada pelo povo,

especialmente pelos casos de corrupção envolvendo cobradores de

impostos e o governo. Situação fácil de entender se comparar-mos aos

atuais fiscais de rendas envolvidos em desvio de dinheiro e corrupção.

Os cientistas da Academia também reprovavam e não aceitavam que

Lavoisier um químico de prestigio exercer atividade de coletor de impostos.

Ele argumentava que desejava obter independência financeira para tocar

seus audaciosos e caros projetos. Argumentos válidos e fácil de entender,

pois se passaram dois séculos e as dificuldades de financiamentos para

projetos científicos continuam difíceis; principalmente no Brasil. Em

novembro de 1793 foi preso, em maio de 1794 foi julgado e guilhotinado.

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Lavoisier, na França, explicou fenômeno da combustão e pois fim a

teoria do flogístico, acreditava-se que a chama dos corpos em combustão

estava associada ao “espírito ígneo “ flogístico liberado; o metal queimava

liberando flogístico e restava a “cal “ , já o carvão era formado de flogístico

praticamente puro, porque quando queimava desaparecia deixando

pouquíssima cinza.

Os estudos de Lavoisier foram importantíssimos na construção e

organização da química moderna. Por meio de calorímetro, criado em

parceria com Laplace, mediu o calor liberado em uma série de reações

químicas e fisiológicas, esses testes provaram que a respiração é também

uma modalidade de combustão.

Existem coisas que estão na nossa frente e nós não enxergamos,

uma delas é o gás oxigênio. Vivemos envolvidos numa camada de ar,

composta de mistura de gases, 78 % de gás nitrogênio, 21 % de gás

oxigênio e 1 % de outros gases, como o gás carbônico, argônio e vapor

d’água etc. Se caminharmos lentamente não percebemos essas moléculas,

pois elas se deslocam, não oferecem resistências, o mesmo acontece

quando colocamos água no copo, as moléculas do ar saem para dar lugar a

água; quando estamos em velocidade percebemos o choque das moléculas

do ar. As moléculas de gás oxigênio do ar que nos permite respirar e

realizar reações de combustão.

Nas reações químicas as moléculas das substâncias (reagentes) se

chocam, rompem as ligações químicas e os átomos se unem formando

novas substâncias ( produtos ); os átomos não são destruídos, isto é, os

átomos dos reagentes são os mesmo dos produtos. Para que uma colisão

entre moléculas de reagentes seja eficaz, é necessário que ela ocorra com

energia. Cada reação possui um valor característico de energia, esse valor

mínimo de energia que as moléculas de reagentes devem possuir para que

uma colisão entre elas sejam eficaz, é chamado de energia de ativação.

Exemplo se a válvula do gás de cozinha ( gás butano ) for aberta, as

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moléculas desse gás se chocarão com as moléculas dos gás oxigênio do ar,

mas nada ocorrerá, pois estas moléculas não possuem energia suficiente

para iniciar a reação; a chama de um palito de fósforo, ou a faísca elétrica

dos fogões com acendimento automático, é suficiente para iniciar a reação.

A reação de combustão é uma reação de oxidação do combustível

( sólido, líquido e gasoso ) e o oxigênio, produzindo gás carbônico, vapor

d’água.

O interesse pela reação de combustão não é o da formação do gás

carbônico, nem do vapor de água, e sim da geração de energia.

Toda substância possui energia, quando reagem as substâncias

produzidas podem possuir energia maior ou menor que os reagentes.

Quando produz substâncias com maior energia dissemos que a reação

absorveu energia do meio, essa reação é classificada de endotérmica.

Quando os produtos possuem menor energia que os reagentes, essa

energia é liberada para o meio e a reação é classificada de exotérmica. A

reação de combustão se enquadra no segundo caso.

Essa energia pode estar na forma de calor e de luz. Alguns álcoois,

principalmente o metanol não liberam energia luminosa, o que dificulta sua

identificação visual. A energia térmica liberada na reação nos permite

cozinhar, aquecer e movimentar máquinas.

Nos lugares onde não possuem energia elétrica, é comum utilizar a

energia luminosa da combustão, como, vela , lampião, lamparina e

aquecedores.

As principais fontes de gás carbônico são a queima de combustíveis

fósseis ( petróleo, carvão mineral, gás natural ) e pelas queimadas nas

matas naturais; os componentes básicos existentes nas árvores são a

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celulose e a lignina, compostos principalmente dos elementos carbono e

oxigênio.

O gás carbônico não é tóxico, mas é um dos gases causadores do

efeito estufa, o aquecimento global pode estar relacionado com o aumento

do gás carbônico na atmosfera.

Com pouco gás oxigênio, a combustão é incompleta e ocorre

formação de monóxido de carbono, que é letal, esse gás tem uma

característica de não apresentar cheiro nem gosto. A pessoa inala o gás

sem perceber qualquer anormalidade, chegando a um determinado nível

pode ocorrer desmaio e levá-lo a morte; o monóxido de carbono atua por

sua grande compatibilidade com a hemoglobina, inutilizando-a, impedindo o

transporte de moléculas de gás oxigênio para as células.

Combustão com quantidades muito baixas de gás oxigênio, resulta

numa fumaça preta, todo carbono dos combustíveis são transformados em

fuligem, essa fuligem pode ser observada nas descargas de veículos com

motores desregulados e nas chaminés. Quando a combustão é completa a

chama fica azul, se houver carência de oxigênio a combustão é incompleta

e a chama fica amarela.

A fumaça produzida durante o ato de fumar é o resultado da

combustão incompleta da matéria orgânica, a ponta acessa de um cigarro

tem temperatura entre 835 º C e 884 º C e oxigênio suficiente, onde ocorre

a combustão completa formando gás carbônico e vapor d’água, sem

fumaça; quanto mais distante desta região menor é o teor de oxigênio,

fazendo com que a combustão torna-se cada vez mais incompleta,

resultando em produtos menos oxidados e conseqüente produção de

fumaça.

Quando acendemos o carvão para preparar um churrasco,

trabalhamos vários conceitos de química; exemplo: o tamanho do carvão

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influencia a cinética da reação, para reação lenta devemos usar pedaços

grande de carvão, já para assar a carne mais rapidamente, deve-se usar

pedaços pequenos de carvão, porque quanto menor o pedaço, maior será a

superfície de contato do carvão, aumentando as possibilidades de choquem

das moléculas e a velocidade da reação. O carvão não acende sozinho,

como energia de ativação pode-se usar fósforo e um combustível líquido. A

reação de combustão produz gás carbônico e vapor d’água que prejudicam

a reação, uma das formas encontradas é abanar o carvão para remover

esses gases e oxigenar a reação de combustão.

Nos automóveis a combustão é interna, ocorre nas câmaras de

combustão ( cilindros ), normalmente os automóveis trabalham com quatro

cilindros, o ar aspirado passa pelo filtro e é misturado ao combustível no

cilindro, este é o estágio de admissão, o pistão sobe e comprime a mistura,

estágio de compressão, a vela de ignição emite uma centelha, queimando a

mistura ar combustível, os gases se expandem e empurra o pistão para

baixo, esse é o estágio da combustão, as válvulas de escape se abre. O

pistão volta a subir expulsando os gases queimados, esse estágio de

escape completa e reinicia o ciclo. A cilindrada dos motores é a soma da

capacidade dos quatros cilindros; exemplos: quatro cilindros com 250

mililitros ( centímetros cúbicos ), 1000 mililitros, motor de 1000 cilindradas

ou 1.0 ; quatro cilindros de 450 mililitros, motor de 1800 cilindradas ou

1.8.

Em todas as reações químicas, existem uma proporção entre

reagentes e produtos, chamada de estequiometria e estudada na Lei de

Proust, ou Lei das proporções constantes. Os mecânicos fazem a

estequiometria empiricamente, se a mistura tem muito combustível, a

mistura está rica, deve-se diminuir a injeção de combustível, se tem pouco

combustível, a mistura está pobre deve-se aumentar a injeção de

combustível.

Estequiometria de alguns combustíveis.

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Massa atômica: H = 1 u, C = 12 u, O = 16 u.

As massa dos átomos estão aproximadas e expressas em unidade

de massa atômica representada pela letra ( u. ).

Equação balanceada da combustão da gasolina.

2 C8H18 + 25 O2 ----å 16 CO2 + 18 H2O + ENERGIA

2 .( 8 .12 +18.1) 25 . ( 2. 16)

2 . 114 25 . 32

228 ( gasolina ) 800 ( oxigênio )

228 ( gasolina ) 4000 ( ar )

1 parte gasolina / 17,5 partes ar

Equação balanceada da combustão do etanol.

C2H6O + 3 O2 ------å 2 CO2 + 3 H2O + ENERGIA

( 2.12 + 6.1 +16) 3. ( 2.16)

46 3. 32

46 (álcool) 96 (oxigênio)

16

46 (álcool ) 480 ( ar )

1 parte álcool 10,5 partes ar

Equação balanceada da combustão do gás metano, GNV ( gás natural

veicular).

CH4 + 2 O2 ---å CO2 + 2 H2O + ENERGIA

( 12 + 4.1) 2. ( 2.16)

16 2. 32

16 ( GNV) 64 ( oxigênio)

16 (GNV) 320 ( ar )1 parte GNV 20 partes ar

Esses são os três combustíveis mais utilizados em nossos veículos.

No futuro estaremos usando gás hidrogênio, é o combustível desejado

pelos ambientalistas, libera como resíduo vapor d’água.

2 H2 + O2 ----å 2 H2O

observação: o automóvel movido a água, parte do princípio que toda

substância composta pode ser decomposta em substâncias simples; a água

sofre eletrólise, produzindo hidrogênio e oxigênio. Para decompor a

molécula da água necessita de muita energia e o custo da célula eletrolítica

é alto.

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2 H2O ----å 2 H2 + O2

A gasolina é derivada do petróleo, fonte não-renovável, é difícil

prever, mas sabe-se que um dia vai acabar, o Brasil é praticamente auto

suficiente em petróleo, mas mesmo assim o preço do petróleo sofre

influencias internacionais. O álcool é renovável, por originar da cana-de-

açúcar, as desvantagens são as grandes áreas para sua produção em

detrimento da produção agrícola alimentícia. O gás metano, conhecido

como gás natural veicular, fonte não-renovável, porém, a previsão que vai

demorar mais para acontecer; é econômico e menos poluente, o metano

tem cadeia carbônica muito pequena, gera menos resíduo na combustão, a

desvantagem do gás é diminuir a potência do motor, o transporte até os

postos de abastecimento é através de gasodutos, a grande maioria dos

consumidores não entende a capacidade do cilindro que possuem em seus

veículos. Exemplo:

A bomba de abastecimento tem pressão em torno de 220 bar( 220

atmosferas ), um cilindro com capacidade de 68 litros, registra na bomba um

volume de 16 m 3 , que correspondem a 16000 litros, esse é o volume que o

gás ocuparia se estivesse na pressão normal de 1 atmosfera.

O livro “ brincando com a ciência “ ( Ronaldo de Almeida e Douglas

Falcão, 1996.) tem um experimento chamado foguete de álcool, utilizando

materiais de baixo custo, como uma garrafa de plástico de 2 litros com um

buraco na tampa, uma haste de madeira com dois pitão, linha de nylon,

frasco de plástico de desodorante com um pouco de álcool.

A garrafa de refrigerante de 2 litros vazia, na verdade não está vazia

contém 2 litros de ar, se 21 % desse ar é gás oxigênio, podemos afirmar

que no interior da garrafa contém 0,42 litros de gás oxigênio, adicionar o

álcool e com isqueiro fornecer a energia de ativação, para iniciar a reação.

A combustão do álcool com o oxigênio do ar produz gás carbônico, vapor de

água e energia térmica ( calor ) que aumenta a pressão interna na garrafa.

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A ação vigorosa da expulsão dos gases pelo orifício da tampa promove o

deslocamento da garrafa em sentido oposto como reação conseqüente;

terceira Lei de Newton. “ação e reação “; a garrafa percorrerá uma distância

de aproximadamente 30 metros.

Para repetir essa experiência é necessário remover os gases

resultantes da combustão; o gás carbônico e o vapor d’água e permitir a

entrada de ar.

Quando o fogo do fogareiro é trabalhado, e você quer obter chamas brilhantes e vivas, o que faz ? Aumenta a entrada de ar. Somos também como o fogo, e, quando a mente se aquieta, podemos respirar mais fundo: a entrada de oxigênio aumenta. Nossa combustão produzirá uma chama mais clara e limpa, e nossas ações transpiram essa qualidade. Em vez de tentarmos resolver na mente que espécie de ação executar, precisamos apenas purificar nossos alicerces, e a ação fluirá daí. ( CHARLOTTE JORO BECK, 1989, p. 117 ).

Na verdade o processo de respiração é semelhante a combustão;

alguns povos usam a respiração profunda para concentração e equilíbrio da

alma como ritual místico, essa prática tem um fundamento científico, os

seres vivos praticam a respiração de forma inconsciente, mas a respiração

consciente, profunda e cadenciada, melhora a oxigenação das células,

porque as moléculas de oxigênio alcançam regiões que estavam com

carente desse gás.

Observe a reação de combustão da glicose nos animais e plantas,

compare com a reação de fotossíntese das plantas.

COMBUSTÃO DA GLICOSE

C6H12O6 + 6 O2 ----å 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA

FOTOSSÍNTESE

ENERGIA + 6 CO2 + 6 H2O -----å C6H12O6 + 6 O2

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A fotossíntese é um processo inverso da combustão, na fotossíntese,

as plantas possuem clorofila, um pigmento de cor verde que absorve a luz e

transforma gás carbônico e água em carboidratos e gás oxigênio.

Niels Bohr em 1913, incluiu uma série de postulados ao modelo

atômico de Rutherford. Para Bohr, um elétron pode passar de um nível para

outro de maior energia, desde que absorva energia externa ( energia

elétrica, luz, calor etc.); quando isso acontece, dizemos que o elétron foi

“excitado”. E o retorno do elétron ao nível inicial se faz acompanhar da

liberação de energia na forma de ondas eletromagnéticas ( luz visível,

ultravioleta, calor etc.). nos fogos de artifícios são adicionados à pólvora

sais de alguns elementos químicos, dependendo da coloração desejada; os

elétrons são excitados pelo calor, ao retornarem aos níveis de menor

energia liberam na forma de luz, a cor da luz depende da diferença de

energia entre os níveis envolvidos na transição, como esta diferença varia

de elemento para elemento, a luz apresentará cor característica para cada

elemento químico.

Os fabricantes de fogos de artifícios adicionam sais de elementos

químicos na pólvora, dependendo da cor desejada.

Para a combustão a combustão dos fogos ficarem amarelo, pode

usar cloreto de sódio ( NaCl ), brometo de sódio ( NaBr ) ou iodeto de sódio

( NaI ).

Assim como ouvimos falar de combustão de carros; nós, plantas, e

animais também realizamos; e a energia produzida é convertida em

trabalho.

Elementos químicos utilizados para colorir fogos de artifícios.

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elemento cor

Bário ( Ba ) verde

Cobre ( Cu ) azul

Estrôncio ( Sr ) vermelho

Magnésio ( Mg ) branco

Sódio ( Na ) amarelo

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2 . NÓS SOMOS FEITOS DE ÁGUA

A água, é sem dúvida, a substância mais importante do nosso

Planeta, que deveria se chamar Água e não Terra, mais de 70 % da

superfície do planeta é água, 70 % do peso dos organismos vivos que

habitam nosso planeta consiste em água e o volume de água que existe

hoje é praticamente o mesmo de quando o planeta foi formado, a água que

estamos bebendo contém moléculas que foram ingeridas pelos nossos

ancestrais; a água percorre a atmosfera, solo e subsolo, forma nuvens,

chuvas, rios, lagos e mares, depois evapora para novamente formar nuvens

e recomeçar o ciclo da água na natureza.

Água é uma substância formada de moléculas composta de dois

átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio unidos por compartilhamento

de elétrons, que recebe o nome de ligação covalente; fórmula molecular da

água é H2O. Utilizando água como exemplo, pode-se observar a dificuldade

do ensino da química, os alunos no ensino básico conhecem essa fórmula,

mas não conseguem associar o micro com o macro, isto é, ao entrar em

contato com a água, estamos tocando um número muito grande de

moléculas, num gole de água (18 mililitros) tem aproximadamente

600000000000000000000000 moléculas de água, lógico que não é possível

contar diretamente, mas os cientistas com equipamentos de ondas

eletromagnéticas conseguiram e tornou possível calcular com facilidade o

número aproximado dos átomos e moléculas de qualquer substância.

A localização privilegiada do nosso planeta no sistema solar, essa

distância entre o sol e a terra, permite a existência da água naturalmente

nos três estados de agregação: sólido, líquido e gasoso; se a distância

fosse ligeiramente diferente, a Terra seria um planeta sem vida vagando

pelo espaço. No início do ano de 2004 as sondas Opportunity e Spirit

apresentaram provas significativas de que, no passado, havia vastas

extensões de água em Marte e possivelmente formas de vida, essa

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comprovação foi considerada pelos cientistas como a maior descoberta do

ano.

A simplicidade da água é só aparente, as propriedades físicas e

químicas da água ainda são um grande mistério para a ciência; começando

pelo estado de agregação, se observamos a molécula da água

isoladamente, afirmaríamos que se trata de um gás, molécula pequena e

ligações covalentes, todas as moléculas semelhantes à água são de

substâncias gasosas, exemplos: gás sulfídrico ( H2S ) , gás carbônico

( CO2 ), gás oxigênio ( O2 ) etc. Analisando a geometria dessa molécula

o átomo de oxigênio que é mais eletronegativo, atrai os elétrons da ligação

ficando negativo, os átomos de hidrogênio ficam positivos devido a carência

de elétrons, a polaridade da molécula facilita a união com outras moléculas

de água, átomos hidrogênio ( positivos ), se unem aos átomos oxigênio

(negativos ), essa união intermolecular, chamada de ponte de hidrogênio

que explica o estado físico da água e a elevada tensão superficial da água,

a tensão superficial da água é maior que a da maioria dos outros líquidos,

alguns insetos conseguem andar sobre a água.

A massa de um litro de água corresponde a um quilograma ou um

mililitro a um grama, podemos afirmar que a densidade da água é 1 Kg / l ou

1 g / ml; isto é verdade se a água estiver na temperatura de 4 º C , a

densidade varia com a temperatura, ao fornecer energia as substâncias a

energia é transformada em energia cinética ( movimento ) as moléculas

ficam mais agitadas e afastadas, a densidade diminuí; quando a substância

é resfriada, com a retirada de energia, as moléculas se unem aumentando

sua densidade, a água atinge sua densidade máxima na temperatura de

4 º C , a partir daí a água expande ao invés de se contrair, no estado sólido

as moléculas da água estão tão organizadas que ocupam um volume maior,

e a densidade diminui; o gelo mais leve que a água líquida é sem dúvida um

fenômeno muito estranho. Se a água se comportasse de maneira normal,

os mares congelaria no fundo e todas as formas de vida que estivessem

sob a água seriam destruídas, as camadas de gelo flutuantes também

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proporcionam um efeito isolante, impedindo que a água de se tornar mais

fria.

A água é considerado o solvente universal, tem o poder de dissolver

quase tudo que ela toque desde que lhe seja dado tempo suficiente, a

tensão superficial da gordura é muito grande, por isso que a gordura não se

mistura com a água, os detergentes diminuem a tensão superficial e permite

que as moléculas de gorduras sejam arrastadas para o interior da água,

substâncias que diminuem a tensão superficial são chamadas de

tensoativas. Como a molécula da água é polar, dissolve com mais

facilidades as substâncias polares; semelhantes dissolve semelhante,

solventes apolares são mais indicados para substâncias apolares, solventes

polares para substâncias polares; um fator que afeta a solubilidade é a

temperatura, quase todos os sólidos se tornam mais solúveis, quando se

aumenta a temperatura da água, as moléculas ficam mais agitadas e

dissolve melhor o soluto, se agitar o líquido com uma colher, acontecerá a

mesma coisa; quanto mais rápidas as moléculas estiverem, melhor será a

dissolução.

A molécula do gás oxigênio é apolar, é pouco solúvel em água, daí a

necessidade de ligar com freqüência a bomba do aquário para oxigenar a

água; para soluto gasoso, o aumento da temperatura dificulta na dissolução

do gás, água fria dissolve mais gás, por isso morre mais peixes nas lagoas

nos dias quentes. Mesmo com sol muito forte a água do mar é fria porque a

radiação solar só atinge a camada superficial e dependendo da direção do

vento ao longo do litoral, pode ocorrer um fenômeno chamado de

ressurgência costeira; as águas da superfície se movimentam em direção

ao alto-mar, as águas das profundezas, que estão frias se deslocam em

direção às praias.

Os compostos iônicos, principalmente os sais por apresentarem íons

positivos e íons negativos se dissolvem com facilidade na água, que é

nossa maior fonte de sais minerais, nutrientes necessários para a vida

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animal e vegetal. A quantidade de sal na água do mar é muito maior que no

corpo humano, se bebermos água do mar, as moléculas de água das

células vão passar pela membrana das células para o líquido mais

concentrado; este fenômeno é chamado de osmose.

A água ajuda o corpo a metabolizar a gordura armazenada no

organismo, os rins necessita de um volume adequado de água para

funcionar bem e não sobrecarregar o fígado; 75 % do cérebro humano é

composto de água, 70 % da pele é água, o organismo necessita de no

mínimo 2 litros de água diários, que deve ser consumida antes de sentir

sede, pois a sede já é um sinal de desidratação do organismo. A água

possui um alto ponto de evaporação resultando em transpiração tornando-

se um método efetivo de refrescar o corpo.

As substâncias ao passarem para um estado físico mais energético,

necessitam absorver energia do sistema, se o corpo estiver molhado, a

água retira a energia necessária do corpo para passar para o estado gasoso

e o corpo apresenta um sensação de frescor, é comum em dias quentes as

pessoas saírem do banho e não se segarem deixar a água evaporar

lentamente; na praia a água evapora e o sal fica retido no corpo causando

um certo desconforto, que pode ser amenizado se ao invés de esperar a

água evaporar, secar o corpo com uma toalha. A água salgada contém em

média 78 % de sais dissolvidos, sendo o cloreto de sódio o sal que se

encontra em maior quantidade na água do mar.

A água mineral provém do interior da crosta terrestre, contém gás

carbônico, bicarbonato de sódio, gás sulfídrico, sais de ferro, cloretos,

brometos, iodetos, sulfatos e sais neutros de magnésio, potássio e sódio;

que dão um valor terapêutico. A cultura da água mineral, data da era dos

romanos, onde começou o comércio das águas medicinais, em 1605, na

França foi regulamentado o comércio de água mineral, mas só no século

dezenove que nasce a indústria de envasamento de água mineral, a água

mineral era vendida em farmácias, pois sua função era medicinal, em

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seguida a igreja reconheceu as qualidades terapêuticas das águas minerais

e passou a protege-las com imagem de santos, o que justifica a maioria do

nome das fontes, na década de 60 esta atividade teve um novo impulso em

função do surgimento das embalagens plásticas.

Em 1997, a franquia da Coca-cola de Brasília lançou a Bonáqua, uma

água mineralizada ou água de laboratório, são águas preparadas

artificialmente a partir de qualquer captação, tratada e adicionada de sais de

uso permitido, podendo ser gaseificada com gás carbônico. A nova

categoria criou polêmica entre fabricantes tradicionais, que produzem água

mineral direto dos aqüiferos e os produtores da água mineralizada.

A legislação que permitiu a venda deste tipo de água no Brasil foi a

Portaria 328 de 1995 do Departamento Técnico Normativo da Secretaria de

Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde, inclusive água de

abastecimento público submetida a tratamento especial, pudesse ser

vendida com denominação “água adicionadas de sais”.

Apesar das críticas a água mineralizada, o segmento vem crescendo

com novas marcas, se destacando a água mineralizada Nestlé “Pure Life”,

que segundo a empresa passa por um rígido processo de purificação e, em

seguida, adicionam-se 50,1 mg / litro de cálcio, 5,0 mg / litro magnésio, 10,0

mg / litro de sódio, e 25,4 mg / litro de bicarbonatos.

A água é essencial a vida, uma excelente fonte de sais minerais, mas

pode ser responsável por muitas doenças; quando servem de veículo para a

transmissão de uma variedade de microrganismo, pela ingestão de água

contaminada ou do emprego de água poluída para irrigação ou recreação.

Vários tipos de bactérias patogênicas podem ser encontradas na água. Dentre elas os principais gêneros são: Salmonella, Shigella, Vibrio, Yersínia, Campylobacter e Escherichia. O último juntamente com gênero Enterobacter e Klebisiela, constitui o grupo dos coliformes fecais, um importante indicador de contaminação fecal na água. ((SILVA E JUNQUEIRA, 1995, p. 446.)

26

A espécie Eschericha coli faz parte da flora intestinal do Homem, está

presente nas fezes, são fáceis de identificar em testes, não causam

doenças, servem como indicadores de contaminação porque tem ciclos de

vida parecidos aos dos microorganismos nocivos; a análise em laboratório

se resume no fato dessas bactérias fermentarem a lactose com formação

de gás numa temperatura de 45 º C em 24 horas, as bolhas de gás no tubo

de ensaio confirma a presença de Eschericha coli.

A avaliação da qualidade das praias leva em conta o resultado de

cinco medições semanais, se a quantidade de bactérias fecais superar o

limite em pelo menos duas medições, é considerada imprópria, a

classificação das águas do litoral indica uma tendência e não um resultado

instantâneo.

Quando falamos em água filtrada, não estamos nos referindo apenas

que a água passou por um meio contendo orifícios minúsculos; e sim que a

água recebeu um tratamento para clarificar, purificar, retirar sabores,

odores, substâncias químicas tóxicas e microrganismo patogênico.

Para desinfetar a água pode-se utilizar processos físicos ou

químicos, os processos físicos mais utilizados são o calor e a radiação ultra

violeta; como processo químicos podemos destacar os derivados clorados,

peróxido de hidrogênio, ozônio e álcool etílico.

Normalmente para uso domiciliar, a água é captada de um rio para

um tanque, onde recebe Ca(OH)2 e Al(SO4)3 , passa para um tanque de

floculação, para formar coágulos gelatinosos e insolúveis em água, que

arrastam as partículas em suspensão, daí a água vai para um tanque de

decantação, para precipitar as partículas em suspensão, a seguir a água

passa por um filtro de areia e finalmente é adicionado cloro para matar os

microrganismo.

27

Toda a sujeira jogada no chão ou no ar acaba contaminando a água,

levada pelas chuvas até os rios e as represas que abastecem as estações

de tratamento. Com o início do processo de industrialização o Homem,

passou a contaminar a água, ao ponto de colocar em risco de secasses;

para reverter esta situação, uma ampla conscientização das pessoas em

valorizar e racionalizar o uso da água, não poluindo, nem desperdiçando.

28

3 . PLÁSTICO, VEIO PARA FICAR

A palavra plástico está associada a sacolas, copos, canudos,

embalagens, de modo geral a materiais descartáveis e de pouco valor; isto

é compreensível, estes materiais são responsáveis, por mais de um terço

do total produzidos no Brasil. Mas a aplicação dos plásticos não se resume

a isso, nos últimos anos os plásticos vem substituindo a madeira, o metal, o

couro, tecidos, papel, vidro etc. podemos observar essa revolução dentro de

nossas casas; a televisão e o aparelho de som eram de madeira, o

liqüidificador e o ventilador eram de metal, sapatos e bolsas eram de couro,

hoje o plástico faz parte do nosso cotidiano. Setores mais sofisticados como

os de saúde, eletroeletrônicos, avião, automóveis e telecomunicação, vêm

ampliando, a cada ano, a utilização dessa matéria-prima em seus produtos;

o plástico pode ser utilizado como indicador de desenvolvimento de um

país.

Plástico é um termo inventado pela indústria, não se reveste de

conotação científica, plástico é qualquer substância que pode ser moldada

em formas convenientes. Quase todos os plásticos são polímeros, mas nem

todo polímero é plástico. A palavra polímero tem origem na Grécia, poly

significa ( muitos ) e merés ( partes ). Polímeros são moléculas orgânicas

gigantes formada pela união de várias moléculas menores semelhantes,

chamadas de monômeros. A seda, a lã de carneiro e nossos cabelos são

polímeros naturais, entre os polímeros sintéticos mais importantes estão os

plásticos.

Em 1840, o químico americano Charles Goodyear descobriu a

vulcanização da borracha, a partir daí começaram a melhorar as

propriedades das matérias plásticas; em 1870 os irmãos Hyatt, descobriram

celulóide ou marfim artificial para substituir o marfim dos dentes de elefantes

na confecção de bolas de bilhar, jogo que estava em moda naquela época.

Em 1909 foi produzido o primeiro plástico orgânico a baquelite, utilizada nas

tomadas, interruptores, cabos de panela, revestimento de freios e na forma

29

de chapas decoradas para revestir móveis, com nome comercial de formiga.

O náilon, na década de 30 foi um dos primeiros tipo de plástico sintético a

ser desenvolvido, suas longas cadeias de moléculas contendo carbono,

permitiu assumir formato de fios e sua utilização como cordas, linhas de

pesca e pulseiras de relógio; a partir daí, neste 70 anos de trabalho, os

químicos passaram a produzir várias espécies de plásticos aumentando a

lista de suas aplicações.

Os profissionais e artesãos do século X I X certamente teriam sua capacidade construtiva e inovadora ampliada se pudessem contar com um material tão versátil. (VANIN, JOSÉ ATÍLIO,1994,p.61)

Os plásticos foram a grande contribuição da Química para a

humanidade no século X X. muitas aplicações ainda estão nas bancadas

dos laboratórios de pesquisas e outras na imaginação dos especialistas.

Os plásticos vem das resinas derivadas do petróleo e que podem ser

moldados de várias formas sem se quebrarem. Quanto à plasticidade, os

químicos dividem em dois grupos: TERMOFIXOS - ao serem aquecidos

não amolecem, mas sofrem decomposição, podem ser pulverizados e

aproveitados como carga ou serem incinerados para recuperação de

energia, exemplo, a baquelite. TERMOPLÁSTICOS – quando aquecidos

amolecem e permitem que sejam moldados, correspondem a 80 % dos

plásticos consumidos, exemplos, PET, PVC, PVA, PP, PS.

PET - PoliEtilenoTereftalato, utilizado em frasco de refrigerantes,

produtos farmacêuticos e produtos de limpeza.

PVC - PoliCloreto de Vinila, utilizado em frasco de água mineral,

tubos e conexões, calçados, pisos e revestimentos.

PP - PoliPropileno, utilizado em embalagens de massas e biscoitos,

potes de margarinas, seringas descartáveis, pára-choques de automóveis.

30

PS - PolieStireno, utilizado em copos descartáveis, bóias, isolantes

térmicos, material escolar.

Com a crise do petróleo na década de 70, surgiu a necessidade de

produzir veículos mais leves e econômicos; as indústrias passaram a

introduzir os plásticos nos automóveis. Atualmente até tanques de

combustível e motores de alguns veículos já estão sendo fabricados de

plásticos; pára-choque de metal cromado e painel de chapa de aço com ímã

com dizeres e santinhos virou coisa de colecionador. Estudo publicado pela

Associação dos Fabricantes de Plásticos da Europa, divulgado na revista

British Plastcs, aponta que a média de aplicação de plástico por veículo

chega a 110 Kg, que substituem de 200 Kg a 300 Kg de peso provenientes

de outros materiais, reduzindo o consumo de combustíveis e a emissão de

gases poluentes; no Brasil, atualmente, cada veículo utiliza em média 80 Kg

de plástico, muito bom, pois no final da década de 80, a média da aplicação

de plástico nos carros nacionais era de apenas 30 Kg.

Os metais conduzem eletricidade porque na ligação metálica os

elétrons da última camada eletrônica se movem livremente como uma

“nuvem de elétrons” entre os átomos, a maioria dos sólidos ligados

covalentemente não conduzem a corrente elétrica porque seus elétrons de

valência (última camada eletrônica) estão fixados em ligações individuais e

não se movimentam livremente; com exceção do grafite. No início dos anos

70, um químico estava polimerizando o acetileno e adicionou mil vezes a

quantidade correta de catalisador ( substância utilizada para acelerar uma

reação ), em vez de borracha sintética, ele produziu um filme de plástico

fino, flexível, condutor de eletricidade e muito parecido com metal, com

vantagem de não enferrujar, esta substância de carbono com superfície

curvas e alongadas foi batizada de nanotubos de múltipla camada; podem

ser utilizados em ambientes com vapores combustíveis ou no

armazenamento de materiais eletrônicos, pois evita o acúmulo de

eletricidade estática. Os nanotubos podem ser usados em dispositivos que

vão de transistores a lâmpadas; a variedade de comportamento pode ser a

31

chave para a confecção de dispositivos nanomecânicos acionados

eletricamente.

As fibras ópticas de plásticos estavam sendo usadas apenas para

iluminação e em links; a empresa japonesa Fuji desenvolveu uma fibra

óptica de plástico para comunicação de alta velocidade (acima de 1 Gigabit)

destinada ao uso doméstico, com menor custo de instalação; a utilização

das novas fibras ópticas de plásticos cresce juntamente com o uso

crescente da Internet. Na indústria automotiva as fibras ópticas de plásticos

é utilizada na transmissão de dados no interior dos veículos (computador de

bordo, sistema inteligente) apresentando tempos de resposta melhores,

precisão e custo menor em relação aos cabos metálicos.

A crescente aplicação do plástico vem causando preocupação; o

plástico não é biodegradável, isto é, sua degradação em aterro sanitários é

difícil e lenta, podendo levar 400 anos ou mais e cada brasileiro produz em

média 500 gramas de lixo por dia. As indústrias motivadas pelo baixo custo

das embalagens de plásticos estão cada vez mais interessadas neste

material; nas prateleiras dos supermercados já é possível encontra cervejas

nas garrafas de plástico do tipo PET, semelhantes às utilizadas para

refrigerantes, mas parece que esta novidade não caiu no gosto dos

consumidores.

Se as cervejarias substituírem as garrafas de vidro pelo vasilhame de

plástico descartáveis pode acarretar sérios prejuízos ao meio ambiente,

porque o índice de reciclagem de plástico é baixo; no Brasil este índice é de

15 %; a grande quantidade de plásticos dificulta a coleta seletiva, existem

mais de 1000 tipos de plásticos e milhares de produtos adaptados às mais

diversas utilizações; nem todos os tipos de plásticos podem ser reciclados.

Plásticos recicláveis: recipientes e artigos domésticos, tubulações,

garrafas PET. Plásticos não recicláveis: cabos de panela, botões de rádios,

canetas, espumas, fraldas descartáveis.

32

No Brasil a garrafa PET é o tipo de plástico mais utilizado na

reciclagem, pelo bom preço no mercado e facilidade de conseguir uma boa

quantidade, a maioria dos refrigerantes usam este tipo de embalagem; a

garrafa PET reciclada é usada na fabricação de cordas, fios de costura,

cerdas de vassouras e escovas.

A maioria das pessoas envolvidas neste tipo de coleta e reciclagem

visam apenas o lado financeiro, não se dão conta da importância e

grandeza social e ecológica do seu trabalho.

A reciclagem é necessária, mas não é a única alternativa. O grande

desafio da Química está na produção de plásticos de baixo custo com

durabilidade limitada, plásticos biodegradáveis e fotodegradáveis.

Nos plásticos fotodegradáveis são adicionados ingredientes na

fórmula que aceleram a degradação quando exposto à luz solar ( raios

ultravioleta ); uma grande parte dos plásticos utilizados são fotodegradáveis,

sua decomposição não é eficiente, pela falta de luz solar e oxigênio nos

aterros sanitários.

Os plásticos biodegradáveis pode substituir os plásticos produzidos

com derivados do petróleo, mas ainda é pouco utilizado por causa do alto

custo de produção. Os biodegradáveis são utilizados em materiais

cirúrgicos e odontológicos, como linha cirúrgicas usadas em pontos, porque

o organismo absorve o material não havendo necessidade de retirá-los.

Muitas pessoas acreditam que os plásticos biodegradáveis são de

baixa qualidade e desmancham na mão; os biodegradáveis para sofrerem

decomposição são necessárias algumas condições especiais encontradas

apenas nos aterros sanitários; muita umidade e presença de

microorganismo, nessas condições a decomposição leva apenas algumas

semanas.

33

O petróleo deixou de ser a fonte exclusiva das matéria - primas dos

plásticos; os óleos vegetais como a mamona, o dendê e o milho estão

sendo utilizados na fabricação de plásticos para órgãos artificiais do corpo

humano.

O óleo vegetal além de ser uma fonte renovável, é menos poluente,

não emite enxofre, um dos ingredientes da chuva ácida, não queima com

facilidade e quando queima não libera gases tóxicos; nos aviões pode ser

utilizados como estofo das poltronas, revestimentos para parede, carpete e

vasos sanitários.

O biodiesel é conhecido a mais de um século, em 1900, o engenheiro

francês Rudolf Diesel, criador do motor com ignição a compressão, utilizou

óleo de amendoim para movimentar seu veículo, durante a Feira Mundial de

Paris.

Nos Estados Unidos a Lei exige que os pára – choques e boa parte

dos revestimentos internos dos veículos sejam fabricados de plásticos

poliuretano de origem vegetal. O petróleo foi muito importante para o

desenvolvimento, mas causou uma enorme alteração ao meio ambiente;

muitas pesquisas têm sido realizadas para substituir o petróleo por fontes

renováveis e menos poluente, nosso Planeta agradece.

34

4 . QUÍMICA NA COZINHA

Na vida real os problemas brotam sem avisar e têm de ser resolvidos

na hora; as escolas não conseguem estimular os alunos, porque tentam

fornecer respostas antes que as perguntas apareçam.

“ Quando o aluno não consegue transpor para a sua vida o que o

professor lhe ensina, ele se desinteressa da matéria.” ( Içami Tiba, 1998,

p.54 ); há uma dificuldade de relacionar o que se ensina com o nosso

cotidiano; partindo da observação de fatos simples, podemos trabalhar

conceitos em química.

É comum a expressão do tipo “ produtos naturais sem química “, ou “

legumes e frutas sem química “, transmitindo a idéia de produtos isentos de

substâncias prejudiciais à saúde; além de infeliz, está totalmente incorreta,

partindo do princípio que matéria é tudo que possui massa e volume;

praticamente tudo é matéria, com poucas exceções como os pensamentos

e as emoções, que mesmo não sendo matéria necessitam de várias

reações químicas para serem manifestadas; toda matéria é formada de

átomos, e só existem noventa tipos de átomos, que são chamados de

elementos químicos. A natureza se manifesta através de substâncias

químicas formadas por elementos químicos, numa única folha de alface

estão presentes muitas dezenas de substâncias como sais minerais e

vitaminas.

Dos cincos sentidos que possuímos; tato, audição, visão, olfato e

paladar, só o olfato e o paladar conseguem detectar moléculas químicas;

moléculas é a união de átomos por ligação química do tipo covalente; as

substâncias são formadas de moléculas. O olfato só consegue perceber

moléculas gasosas que estejam flutuando pelo ar; o paladar só consegue

detectar moléculas dissolvidas em água, seja no próprio líquido do alimento,

seja na saliva. Sabor é uma combinação de odores e gostos percebidos por

35

nossos narizes e papilas gustativas, calcula-se que os receptores olfativos

contribuam com 80 % do sabor.

A preservação de alimentos sempre foi uma preocupação para o

Homem, especialmente em climas quentes, porque o aumento da

temperatura provoca um aumento considerado na velocidade das reações e

os alimentos se deterioram rapidamente.

O Homem elaborou algumas técnicas que são utilizadas até os dias

de hoje, entre elas, a defumação: que evita a decomposição da carne

através da exposição ao calor e a fumaça, o fogo de lenha mata micróbios,

em parte porque seca a carne, em parte porque é um tipo de cozimento a

baixa temperatura, em parte porque a fumaça contém compostos químicos

nocivos.

A salga: na qual é usada sal de cozinha, cloreto de sódio, o sal

conserva a carne porque mata a bactéria por osmose; bactéria é uma

solução de protoplasma ( proteínas, glicídios e sais dissolvidos em água )

dentro de uma membrana celular, quando uma bactéria entra em contato

com solução de sal, perde água porque a solução é mais concentrada que a

solução no interior da bactéria; o efeito é diminuir o desequilíbrio, tornando

mais fraca a solução mais forte e mais forte a mais fraca, conseqüência, a

bactéria perde água e morre; esse movimento espontâneo da água através

de uma membrana semi permeável, estimulado por um desequilíbrio de

concentração entre soluções de cada lado, é chamado de osmose.

Com a descoberta da corrente elétrica na virada do século XIX para o

século XX, começaram a surgir as geladeiras para preservar os alimentos; a

carne congelada pode ser conservada em condições de consumo por

muitos meses.

Várias substâncias químicas estão sendo utilizadas nas indústrias

para conservar alimentos; nos embutidos de carne como, presunto, salame,

36

mortadela e salsichas, são utilizado o nitrato de sódio ou o nitrato de

potássio, que recebe o nome comercial de salitre, estas substâncias

impedem o desenvolvimento de vários microrganismos responsáveis pelo

processo de deterioração da carne, inclusive da bactéria que produz toxinas

capazes de causar cefaléia, vertigens e em casos extremos à morte.

Os embutidos de carne devem ser consumidos com moderação, o

salitre conserva os alimentos, mas é prejudicial a saúde, o nitrato ( NO3 ) é

reduzido a nitrito ( NO2 ) através de reações de óxido-redução que

ocorrem no organismo humano, as aminas presentes no organismo, reage

com nitrito produzindo nitrosaminas, potentes substâncias cancerígenas.

Seres vivos extraem do meio ambiente matéria e energia. Plantas,

algas e algumas bactérias conseguem utilizar a energia luminosa do sol; os

animais, fungos e outras bactérias não conseguem tirar energia da luz do

sol, necessitam de matéria e energia na forma de matéria orgânica,

preparada por outros seres vivos, como os vegetais. São as reações

químicas que ocorrem nas células que fornecem energia e garante sua

sobrevivência.

Na combustão, o combustível reage com o gás oxigênio, produz gás

carbônico, água e energia; o processo de digestão é semelhante; os

alimentos reagem com o gás oxigênio produzindo gás carbônico, água e

energia, a diferença é que na digestão não há chamas,

Há duas formas de extrair energia das substâncias: a fermentação e

a respiração.

Na fermentação a energia é extraída de matérias orgânicos, ocorre a

produção da substância ATP onde é armazenada a energia; na fermentação

são geradas outras moléculas orgânicas das quais ainda se pode extrair

mais energia; as substâncias produzidas na fermentação podem ser : álcool

etílico, ácido acético, ácido cítrico ácido láctico e ácido ascóbico.

37

Na respiração os alimentos combinam com o gás oxigênio,

produzindo gás carbônico e ATP.

Os alimentos são responsáveis pelo crescimento, pela manutenção e

pela reprodução do nosso organismo e não deve faltar: água, glicídios,

lipídios, proteínas, vitaminas e sais minerais.

Glicídios ou carboidratos são produzidos nos vegetais pelo processo

de fotossíntese, abrange desde o açúcar comum até compostos muito

complexos como a celulose e o amido.

Lipídios engloba todas as substâncias gordurosas existentes nos

reinos animais e vegetais; os óleos e gorduras animais e vegetais têm

grande importância na alimentação e na constituição das células vivas.

Água e sais minerais participam de praticamente todas as funções do

nosso organismo.

Proteínas são substâncias indispensáveis às células vivas, o grande

número de proteínas animais e vegetais são formadas pela união de poucos

aminoácidos diferentes, cerca de 20 aminoácidos. As proteínas fazem parte

da alimentação básica dos animais; são fundamentais na estrutura, no

funcionamento e na reprodução de todas as células vivas.

Enzimas são proteínas complexas que agem como catalisadores dos

processos biológicos, podendo atuar dentro ou fora das células vivas que as

produzem; todas as reações que ocorrem nos seres vivos são catalisadas

por enzimas, existem cerca de 3000 enzimas diferentes; a escassez ou a

falta de apenas uma dessas enzimas poderá levar o organismo a uma

determinada doença ou à morte.

Os catalisadores não fazem as reações ocorrerem, os catalisadores

aumentam a velocidade das reações, sem interferirem nas mesmas.

38

Vitaminas são encontradas nos alimentos, exercem atividades

fundamentais de controle das reações bioquímicas em nosso organismo

alguns de seus benefícios são, por exemplo: fortalece as defesas do

organismo contra infeções, retarda o envelhecimento, auxilia a formação

dos ossos, reforça o sistema imunológico e são antioxidante.

Antioxidantes são compostos químicos que evita reações de

oxidação indesejáveis nos alimentos ou no organismo; uma experiência

para observar e comprovar que o ácido ascórbico ( vitamina C ) é

antioxidante consiste : cortar uma maçã ao meio, espalhar numa das

metades, um tablete de vitamina C e deixar as duas metades da maçã

expostas ao ar por cerca de 1 hora, depois observar a cor de cada uma das

metades, a metade não tratada escurece ficando marrom, a metade tratada

com vitamina C , a cor não se altera. A mudança de cor é provocada por

enzimas que atuam nas células e reagem com o oxigênio, a cor e o gosto

mudam pela reação de oxigenação, a vitamina C previne o escurecimento.

Alguns cuidados devem ser tomados no cozimento dos alimentos

para alterar a composição dos nutrientes, no cozimento das cenouras, o tom

natural amarelo alaranjado é alterado para amarelo claro; o calor causa

mudança na estruturais das moléculas de caroteno, responsável pelo tom

alaranjado. Para conservar a coloração, a sugestão é mais rápido possível,

as reações químicas levam um certo tempo para acontecer, a rapidez

evitará a decomposição de todas as moléculas de caroteno.

A agricultura hidropônica de frutas, verduras e legumes é uma

técnica utilizada na China há 2 mil anos, mas pouco divulgada no Ocidente,

no Brasil aproximadamente 10 anos; esta técnica não utiliza terra, nem

agrotóxicos, o cultivo é feito em água potável com nutrientes; as vantagens

desse tipo de cultivo está na produção mais saudáveis sem microrganismo,

nem metais pesados.

39

Os alimentos orgânicos são cultivados sem nenhum tipo de aditivos

químicos, a proliferação de bactérias é pequena nos orgânicos porque eles

têm menos água em sua composição, a durabilidade é maior; em termos de

macronutrientes ( carboidratos, proteínas e gordura ) praticamente não há

diferença entre os alimentos orgânicos e os convencionais; os alimentos

orgânicos são mais ricos em micronutrientes (minerais, vitaminas e

fitoquímicos, que são antibióticos naturais sintetizados por todas as

plantas).

Para reduzir o nível de agrotóxico nos alimentos convencionais;

prefira frutas e verduras da época, produção na temporada, necessita de

menos agrotóxico; lavar frutas e legumes com água corrente; diversifique

sempre os vegetais consumidos, pois assim é possível reduzir a ingestão de

um mesmo agrotóxico; dê preferência a produtos regionais, produtos que

percorrem longas distâncias recebem mais agrotóxicos; e bom apetite.

40

5 . POLUIÇÃO, EXISTE CULPADO ?

O aumento da população, principalmente nos países mais pobres,

com menos recursos, onde o esgoto não recebe nenhum tipo de

tratamento, a ganância de alguns indústrias, que não tratam seus rejeitos e

a ignorância da população ao desperdiçar recursos naturais, vem

comprometendo a qualidade de vida em nosso Planeta.

Na antigüidade os povos consideravam a água, como uma fonte

natural dos Deuses, era um sacrilégio poluir a água. depois os Homens

observando as propriedades da água, acreditaram que a água fosse capaz

de dissolver quaisquer substâncias, em quaisquer quantidades e passaram

a despejar rejeitos sem tratamento, com o tempo os rios, lagos e praias

começaram a dar sinal de esgotamento e os Homens se conscientizaram

da necessidade de cuidar e preservar os recursos naturais.

A melhor maneira de evitar a contaminação é controlar através de

testes e medidas preventivas nas estações de tratamento as quantidades

de substâncias, antes de serem lançadas à água, porque é muito difícil e

dispendioso retirar os poluentes da água.

Segundo a Organização Mundial de Saúde ( OMS ) morrem

anualmente 5 milhões de pessoas de doenças transmitidas por parasitas

que se disseminam na água, provocada principalmente pelo esgotos

domésticos; a falta de tratamento nos esgotos causam prejuízos aos

países, a OMS indica que para cada US$ 1 investido em saneamento

básico, são poupados US$ 4,5 em despesas médicas.

A chuva, mesmo limpa é naturalmente ácida, o gás carbônico da

atmosfera se combina com o vapor d’água formando o ácido carbônico.

H2O + CO2 ---å H2CO3

41

Foi descoberto recentemente que a fuligem suspensa na atmosfera,

mesmo nas áreas consideradas limpas das cidades, é formada de dióxido

de nitrogênio, gás que compõe a atmosfera; e quando a luz do sol aparece

e bate nas partículas, acontece uma reação fotoquímica que transforma o

dióxido de nitrogênio em ácido nitroso; em parte a chuva ácida é causada

pela própria natureza; quem diria o sol também é responsável pela tão

temida chuva ácida.

Os gases poluentes ( óxidos de enxofre e óxidos de nitrogênio ) das

indústrias, siderúrgicas, usinas de carvão e dos veículos se transformam

em ácidos ( ácido sulfúrico e ácido nítrico ), agravando o problema

ambiental; a chuva ácida é capaz de corroer construções e monumentos

históricos; compromete a vida aquática, as lavouras e as florestas; a chuva

ácida libera o alumínio do solo próximo aos lagos e rios, contaminando os

peixes.

Hoje todos os automóveis são equipados com sistema de

catalisadores, como já vimos, catalisador não faz a reação acontecer,

apenas aumenta a velocidade da reação; os conversores catalíticos forçam

os gases que saem do motor do automóvel a passarem por uma colmeia

contendo um catalisador apropriado, os gases tóxicos ( CO, NO2, NO ) são

transformados em gases não-tóxicos ( CO2, H2O, N2 ).

Algumas reações que são aceleradas nos catalisadores:

2 CO + 2 NO ---å 2 CO2 + N2

2 CO + O2 ---å 2 CO2

2 NO ---å N2 + O2

Um exemplo triste de catálise, ocorre na destruição da camada de

ozônio; a molécula de ozônio é formada quando os raios ultravioleta

42

incidem nas moléculas do gás oxigênio, o gás ozônio é azulado e possui 3

átomos de oxigênio.

Reação de formação do gás ozônio na estratosfera, (camada

superior da atmosfera).

O2 + U.V. -------å O + O

O + O2 -------å O3

Observação: U.V. são os raios ultravioleta.

As moléculas de ozõnio formadas pelos raios ultravioleta do sol nos

protegem filtrando esses raios; do total da energia do sol, apenas 9 %

correspodem aos raios ultravioleta, se não houvesse a camada de ozônio

essa radiação exterminaria toda espécie de vida no nosso Planeta, a

camada de ozônio evita que cerca de 95 % dessa radiação atinja a

superfície terrestre.

Como as moléculas de ozônio são instáveis, ocorrem

simultaneamente a decomposição dessas moléculas.

O3 ----å O2 + O

O + O3 ---å O2 + O2

Sem influencia de fatores externos, a formação e a decomposição do

gás ozônio atinge um equilíbrio que mantém a camada de ozônio

praticamente constante. Oxigênio se transforma em ozônio, ozônio se

transforma em oxigênio.

Equação geral: 3 O2 < ------- > 2 O3

43

Em 1939, na Feira Mundial de Nova York, foi anunciado o início do

futuro, as indústrias não pouparam esforços para realizar os sonhos de uma

vida mais confortável; geladeiras, frezer, ar condicionado nas residências e

nos automóveis, produtos de beleza numa lata de spray etc. tudo isto era

possível graças aos compostos denomidados de clorofluorcarbonos, CFC,

os mais importantes CCl2F2 , freon-12 ( 1 átomo de carbono e 2 átomos de

flúor ) e o CCl3F , freon-11 ( 1 átomo de carbono e 1 átomo de flúor ) ,

esses compostos não são inflamáveis, nem tóxicos, nem corrosivos, nem

explosivos e ótimos para serem usados como gás de refrigeração. Esses

gases tão estáveis, não reagem.

Ninquém esperava que esses gases quando atingisse estratosfera,

sobre forte influência dos raios ultravioleta, sofreriam decomposição,

liberando o átomo de cloro, que atua como catalisador na decomposição

das moléculas de ozônio.

CCl2F2 + U.V. ---å CClF2 + Cl

Cl + O3 ----å ClO + O2

ClO + O ----å Cl + O2

Observação : 1 átomo de cloro é capaz, teoricamente de destruir

100.000 moléculas de ozônio.

A preocupação com o buraco na camada de ozõnio, é porque

estudos revelaram que uma redução de 1 % na camada de ozônio

corresponde a um aumento de 2 % da radiação ultravioleta, que trará

grandes problemas como; aumento na ocorrência de câncer de pele,

aumento da ocorrência de catarata e cegueira, a queima de vegetais

destruição dos plânctons na água do mar, com enormes reflexos em toda a

cadeia alimentar marítima.

44

Em 1990, houve um acordo com 93 nações, para acaber

definitivamente a produção de CFC, até o ano 2000; os químicos estão

pesquisando outros compostos, mas ainda não existe tecnologia alternativa

para substituí-lo em todos os seus usos, por isso que o CFC não foi

eliminado completamente.

A destruição das moléculas de ozônio, pode estar ligada a um ciclo

natural, ainda não totalmente desvendado; já está comprovado que

emissões de enxofre, cloro, cinzas e calor decorrentes da erupção de

vulcões, contribuem para a redução da camada de ozônio; isto porém, não

livra o homem de sua parcela de responsabilidade do problema.

O gás ozônio é muito importante na estratosfera; na atmosfera

representa um perigo, porque é altamente tóxico; provoca irritação nos

olhos, problemas pulmonares, como edema e hemorragias. Motores

elétricos e máquinas copiadoras tipo xerox, pode provocar descargas

elétrica na ambiente e transformar a molécula do gás oxigênio ( O2 ) em

molécula de ozônio ( O3 ) , o ozônio é um poluente que apresenta risco em

quantidades muito baixa, 0,12 ppm ( partes por milhão ).

Efeito estufa é um fenômeno natural e necessário, causado pela

presenças de alguns gases, como, clorofluorcarbonos, metano, vapor

d’água e gás carbônico; esses gases permitem a entrada da luz solar, mas

impedem a saída de raios infravermelhos, aquecendo a Terra em níveis

normais, possibilitando a vida de todos os vegetais e animais.

Na Lua, como não há atmosfera, então não existe efeito estufa, por

isso a temperatura na Lua pode variar, de 100 º C durante o dia, a - 150 º C

durante a noite.

Com a industrialização e o aumento da queima de combustíveis

fósseis, houve um aumento na produção de gás carbônico, os cientistas

45

acreditam que a grande quantidade desse gás na atmosfera pode estar

intensificando o efeito estufa.

C (carvão) + O2 ---å CO2 + energia

C8H16 (gasolina) + O2 ----å 8 CO2 + 8 H2O + energia

É difícil prever todas as conseqüências do aumento da temperatura

da Terra, mas algumas como: derretimento de parte das calotas polares,

com aumento do nivel dos oceanos e inundações de regiões baixas,

alterações no regime de chuvas, tempestades e furacões mais freqüentes e

mais violentos.

As grandes cidades sofrem mais com os efeitos da poluição; os

gases emitidos por fábricas e veículos, como estão mais quentes, sobem e

se dispersam; com a inversão térmica, a temperatura do ar aumenta

abruptamente na camada de inversão, essa camada abafa a fumaça e

sufoca a cidade.

A Organização das Nações Unidas vem organizando convenções

internacionais sobre as mudanças climáticas, em cada reunião é proposta

uma longa lista de boas intenções, a principal é reduzir a produção de gás

carbônico, essas medidas não foram aplicadas até hoje por motivos

econômicos, políticos e militares.

Na primeira metade do século XX, o aumento da quantidade de gás

carbônico, era considerado benéfico; no livro “ Words in the making “ de

1906, o químico sueco Arrhenius dizia “ por influência do percentual

crescente de gás carbônico na atmosfera temos esperança de desfrutar de

épocas com climas melhores e mais estáveis, sobretudo nas regiões mais

frias da Terra.”

Em setembro de 2004, faltando poucos dias para as eleições, o

então Presidente dos Estados Unidos George W. Bush, que não ratificou o

46

Protocolo de Kyoto dize que “ o aquecimento global só traz ameaças sérias

a longo prazo e não há evidências concretas sobre seu impacto”, esta idéia

é compartilhada pelo Professor da Universidade do Alabama e um grupo

de especialistas, eles acreditam que o aumento da temperatura na Terra é

lento e dentro da normalidade; se o Estados Unidos assinar o acordo e ele

seja colocado em prática, não haverá qualquer influencia no clima; o

aquecimento é resultado de uma série de forças que atuam no clima, como

variações solares, erupções vulcânicas, gases do efeito estufa ou

alterações da superfície terrestre; não é possível separar qual força está

causando as mudanças,nem se elas são uma humanas ou não.

O Professor Jhon Christy, no Alabama, acrecentou que a produção

de gás carbônico ajudaria no crescimento das plantas, uma vez que ele é a

comida básica dos vegetais; estima-se que a produção de alimentos já

tenha crescido 16 % por conta do aumento da concentração de gás

carbônico.

O desmatamento é outro problema que ocorre com o meio ambiente;

as queimadas para a prática de agricultura e pecuária, a expansão dos

centros urbanos e a implantação de grandes projetos agrominerais e

hidrelétricos, são as principais formas de desmatamento das florestas; o

reflorestamento e a rotação de culturas são algumas medidas que podem

ser tomadas; ou nossos filhos e netos terão de praticar esportes em gramas

sintéticas, feitas de plástico.

Conhecimentos em Química permitirá avaliar os estragos e identificar

as substâncias que causam danos ao meio ambiente, foi a partir da

identificação de substâncias tóxicas, como componentes, em pilhas de uso

Domésticos que o Conselho Nacional do Meio Ambiente ( Conama)

estabeleceu uma Lei que obriga os fabricantes a recolher e dar destino às

pilhas depois de usadas. A química pode ser uma aliada na luta para

preservação do nosso Planeta.

47

CONCLUSÃO

A televisão, o vídeo, computador, a Internet, podem contribuir com a

formação do cidadão; o acesso rápido as informações nos facilita na hora

de tomar decisões; mas essas informações quando não são bem

processadas, podem levar ao desinteresse pela investigação e pelo

raciocínio. Tonar o estudo mais atraente é um desafio para qualquer

educador; muitas vezes os alunos não entende a necessidade de estudar

química.

A maior dificuldade que o aluno do ensino médio apresenta,

relacionar os conteúdos as suas atribuições diárias, isto leva ao

desinteresse pela disciplina, a presente pesquisa visa aproximar os

fenômenos químicos à realidade do aluno, o Homem utiliza a reação de

combustão, desde dos tempos da caverna; nós continuamos utilizando as

reações de combustão, para iluminar (velas, lampião), cozinhar ( fogão à

gás, churrasqueiras), nos automóveis a combustão é interna, ocorre nos

cilindros, nos carros nacionais são geralmente de quatro cilindros.

Em toda reação química, existe uma proporção entre os reagentes e

produtos conhecida como Lei Proust, a compreensão desta Lei fica claro no

cálculo estequiométrico dos principais combustíveis utilizados nos

automóveis.

Para explicar alguns fenômenos são criados modelos, as luzes

coloridas dos fogos de artifícios, são explicadas utilizando o modelo atômico

de Ernest Rutherford e Niels Bohr de 1913.

A simplicidade da água é só aparente, as propriedades físicas e

químicas da água surpreende até os cientistas e a localização privilegiada

do nosso planeta no sistema solar, que permite a existência da água

48

naturalmente nos três estados físicos, nos faz refletir sobre a teoria do

criacionismo; isto é, tudo que existe na natureza é obra do Criador, teoria

rejeitada pela maioria dos cientistas.

Os químicos estão inventando tantos tipos de plásticos; que

praticamente todos os objetos domésticos estão sendo feitos de plásticos;

esses materiais são de baixo custos, duráveis e leves.

Os plásticos são tão importantes, foi determinante para a melhoria na

qualidade de vida, que não conseguiríamos imaginar nossas casas sem os

plásticos.

A maioria dos plásticos não são biodegradáveis, podendo levar

séculos para se desintegrar, podendo causar danos ao meio ambiente; a

coleta seletiva e a reciclagem são alguns hábitos que devemos incorporar

em nossas vidas.

A natureza se manifesta através de substâncias químicas,

expressões como “produtos naturais sem química”, além de infeliz, está

totalmente incorreta; baseado no estudo da estrutura atômica, podemos

afirmar que toda matéria é formada por átomos e na natureza existe apenas

90 tipos de átomos, que recebe o nome de elemento químico.

O cloreto de sódio, mais conhecido como sal de cozinha, é utilizado

para conservar alimentos, o sal mata a bactéria por osmose, conceito

estudado em físico-química e muito difícil de entender quando estudado

isoladamente, fora do contexto.

No nosso organismo existe cerca de 3000 enzimas diferente,

essências, que agem como catalisadores dos processos biológicos;

catalisadores alteram a velocidade das reações, sem interferirem nas

mesmas.

49

Experiência simples de realizar, com ácido ascórbico, vitamina C,

pode comprovar a propriedade antioxidante da vitamina C.

Encontramos nos jornais e revistas com freqüência notícias sobre o

efeito estufa, buraco na camada de ozônio, chuva ácida e geralmente os

informes não explicam esses fenômenos, que também não fazem parte do

currículo escolar; a breve discussão desses assuntos serve de base para

futuras pesquisas.

A pesquisa foi válida porque vai despertar no aluno do ensino médio,

a necessidade de relacionar os fatos corriqueiros com os conceitos em

ciências aprendidos nos livros didáticos.

Apresentação de 3 sugestões para futuras pesquisas:

A química dos alimentos; conhecer as reações químicas dos

alimentos pode contribuir no preparo dos alimentos, torna-los mais

saborosos, mais nutritivos.

A história dos plásticos; nossa geração tem a obrigação de contar

essa história para as futuras gerações; nossa televisão era um caixote de

madeira, liqüidificador, ventilador, eram de metal, bolsas e calçados eram

de couro, hoje são feitos de plásticos.

Os testes de gases poluentes realizados pelo DETRAN, são

eficientes? Estão contribuindo para melhoria do meio ambiente? Os locais

de maior circulação de veículos estão sendo monitorados? Os motoristas

tem sido bem orientados? Os equipamentos são calibrados com

freqüência? Ou existem interesses ocultos?

A química é uma ciência relativamente nova, foi reconhecida como

ciências no final do século XVIII, apesar que, reações químicas sempre

existiram, várias técnicas são utilizadas a mais de 2000 anos, como a

50

produção corantes, de vidros, de vinhos etc., mas foi a partir do estudo

profundo da química, que foi possível transformar e produzir substâncias

essências; e que contribuíram para a melhoria da qualidade de vida.

51

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MACÊDO, JORGE ANTÔNIO BARROS DE / ÁGUA & ÁGUAS São

Paulo: Livraria Varela, 2001.

FELTRE, RICARDO / Fundamentos da Química São Paulo: ed.

Moderna, 2001

TITO & CANTO / Química na abordagem do cotidiano São Paulo:

ed. Moderna, 1999.

TIBA IÇAMI / Ensinar Aprendendo São Paulo: ed. Gente, 1998.

WOLKE, ROBERT L. / O que Einstein disse ao seu cozinheiro: a

ciência na cozinha; tradução Helena Londres Rio de Janeiro: ed.

Jorge Zahar, 2003.

52

ANEXO

53

ÍNDICE

Folha de rosto 02

Agradecimentos 03

Dedicatória 04

Epígrafe 05

Resumo 06

Sumário 07

Introdução 08

1 . Combustão é fogo 10

2 . Nós somos feitos de água 21

3 . Plásticos, veio para ficar 28

4 . Química na cozinha 34

5 . Poluição, existe culpado? 40

Conclusão 47

Referências Bibliográficas 51

Anexo 52

54

FOLHA DE AVALIAÇÃO

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PROJETO A VEZ DO MESTRE

Pós-Graduação “Lato Sensu”

QUÍMICA TAMBÉM SE APRENDE EM CASA

Por: Vagner de Oliveira Miranda

Data da entrega: ____________________________.

Avaliação:_______________________________________________

____________________________________________________________

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_________________________________________________________.

Avaliado por: ________________________________Grau ____________.

__________________,______de___________________ de ______.