“Não basta a exigente adesão à convicção das incertezas da ciência; é preciso estar atento, pois ela não é apenas

fada benfazeja, mas é também um ogro malvado.”

O Universo formou-se a partir de uma grande explosão atômica, segundo a teoria do Big Bang e o planeta Terra, pela agregação de poeira cósmica.

A força gravitacional possibilitou a retenção de gases constituindo uma atmosfera primitiva que, atuando como isolante térmico, propiciou a fusão de materiais terrestres, sendo que os elementos mais densos, como ferro e níquel, migraram para o interior, enquanto que os menos densos foram para as proximidades da superfície.

Composição química média da Terra (percentual sobre peso total da Terra)

Substância Percentual

Ferro (Fe) 35 %

Oxigênio (O) 30 %

Silício (Si) 15 %

Magnésio (Mg) 13 %

Ni, S, Ca, Al e outros 7 %

A atmosfera terrestre é composta por 78 % de nitrogênio (N), 21 % de oxigênio, 1 % de argônio (Ar) e quantidades menores de dióxido de carbono (gás carbônico – CO2) e água (H2O).

O dióxido de carbono é essencial para a manutenção da temperatura superficial do planeta, via efeito estufa.

Aquecimento global é a intensificação do efeito estufa.

Rocha é um agregado de um ou vários minerais. Em certos casos, a rocha pode ser formada por uma só espécie mineral, como é o caso do calcário, constituído unicamente por calcita; dos folhelhos, formados por argila; e do quartzito, formado por quartzo.

Mineral é um corpo natural sólido e cristalino. Materiais com a mesma composição química podem constituir minerais totalmente distintos em resultado de diferenças estruturais, como, por exemplo, a grafite e o diamante.

Podem ser classificados de acordo com sua composição química:

Mineral Composição química

Feldspato, quartzo, olivinas, piroxenas, granadas e micas

Silicatos de magnésio, ferro e cálcio

Calcita e aragonita, dolomita e siderita

Carbonatos (CO32-) de cálcio,

magnésio e ferro

Anidrita, celestita e gesso Sulfatos (SO42-) de cálcio,

estrôncio (Sr)

Fluorite, halite, sal amoníaco Halogênios: flúor (F-), cloro (Cl-) e iodo (I-)

Hematita, espinela, gelo e hidróxidos

Óxidos (O2-)

Calcopirita, galena Sulfetos (S2-)

apatita Fosfatos (PO43-)

Metais e amálgamas (ouro (Au), prata (Ag) e cobre (Cu)) e não metais (antimônio, bismuto (Bi), grafite ( C) e enxofre (S)

Elementos nativos

Sais minerais, assim como as vitaminas, não podem ser sintetizados pelo organismo e, por isso, devem ser obtidos por meio da alimentação. Estão envolvidos no processo de crescimento e desenvolvimento corporal.

Deve-se tomar cuidado com o uso não indicado de suplementos, pois tanto a falta como o excesso de minerais pode ser prejudicial à saúde.

Há minerais que são essenciais ao organismo humano. São eles: ◦ Atuando no sangue: cálcio (Ca2+), cobre (Cu2+) e ferro (Fe2+),

presentes no leite e derivados, couve, mariscos, feijão, frutas secas, cereais integrais, carne, ovo, vegetais verdes;

◦ Atuando no equilíbrio ácido – base: cloro e potássio (K+), presentes no sal, frutos do mar, leite, carne, ovo, leguminosas e vegetais;

◦ Atuando como antioxidantes: selênio (Se2-) e zinco (Zn2+), produtos do mar, cereais integrais, leite e derivados, ovo;

◦ Atuando nos ossos: cálcio, cobre, fósforo (P3-), magnésio, selênio e flúor, presentes no leite e derivados, couve, marisco, feijão, frutas secas, cereais integrais, vegetais e folhas verdes, ovo e sal;

◦ Atuando nos músculos: sódio (Na+), potássio e cálcio, presentes no leite e derivados, couve, marisco, feijão, vegetais, pães, cenoura, espinafre;

◦ Atuando nas enzimas: cloro, magnésio, manganês (Mn2+), molibdênio (Mo2+) e zinco (Zn2+), presentes no sal, frutos do mar, leite, carne, ovo, leguminosas, cereais integrais, vegetais e folhas verdes.

Água (H2O):

◦ Ciclo:

A água no estado líquido ocupa os oceanos, lagos, rios, etc. De modo contínuo e lentamente, à temperatura ambiente, acontece a evaporação, que é maior nos oceanos e nas folhas de árvores de uma floresta.

Quando o vapor de água entra em contato com as camadas mais frias da atmosfera, a água volta ao estado líquido, formando gotículas de água ou minúsculos cristais de gelo que se concentram formando nuvens.

O vapor de água, quando resfriado, pode também formar a neblina.

Ao se formar, nas nuvens, um acúmulo de água muito grande, as gotas tornam-se cada vez maiores e a água se precipita (chuva).

Em regiões muito frias, a água se condensa e, rapidamente, se solidifica, formando a neve ou o granizo.

A água da chuva e da neve derretida se infiltra no solo, formando ou renovando os lençóis freáticos. As águas subterrâneas emergem para a superfície da Terra, formando as nascentes dos rios. Assim, o nível de água é mantido.

A água do solo é absorvida pelas raízes das plantas, que a eliminam por meio da transpiração e, através dos frutos, das raízes, das sementes e das folhas, transferem água para seus consumidores.

Os animais devolvem água ao ambiente pela transpiração, pela respiração e pela eliminação de urina e fezes. Essa água evapora e retorna à atmosfera.

A água nunca é pura na natureza, pois nela estão dissolvidos gases, sais sólidos e íons.

Existem dois tipos de despejos que contaminam a água: lixo orgânico (excrementos humanos e animais e restos vegetais) e lixo industrial.

O lixo orgânico é biodegradável, mas a biodegradação excessiva pode levar à falta de oxigênio em rios e lagos (eutrofização).

O lixo industrial pode conter metais pesados e grande quantidade de materiais sintéticos, como os pesticidas que se caracterizam pela toxicidade e persistência.

Materiais industrializados como vidro, concreto, papel, ferro e alguns plásticos são relativamente inócuos.

Muitos poluentes penetram em rios e lagos por meio de descargas de fontes localizadas, como canalização de esgotos, ou de fontes não localizadas, como é o caso das águas de escoamento, que transportam pesticidas e fertilizantes.

Contaminantes também podem penetrar no ciclo da água pela atmosfera, como o ácido resultante da emissão de óxidos de nitrogênio e enxofre pelas indústrias e motores de automóveis.

A deposição do ácido pode ser “seca” (atingindo diretamente o solo ou a vegetação) ou “úmida” (dissolvendo-se na chuva).

Em áreas de pastorio intensivo, parte da amônia liberada é convertida em nitratos solúveis que, por não se ligarem a partículas do solo, tornaram -se um dos principais poluentes da água subterrânea.

A agricultura é a atividade que mais consome água. A água de um rio é considerada de boa qualidade quando

apresenta menos de mil coliformes fecais por litro e menos de dez microorganismos patogênicos.

Ar

A camada de ar faz pressão na superfície da Terra (pressão atmosférica). Nos lugares mais altos a camada de ar é menor, portanto a pressão do ar também é menor.

◦ Consequências da poluição do ar:

Chuva ácida;

Inversão térmica (smog fotoquímico): em condições normais, o ar quente, por ser menos denso, tende a subir, e o frio, a permanecer nas camadas inferiores, devido aos movimentos de convecção. Em uma frente fria, a camada de ar fica presa entre duas camadas de ar quente, provocando o acúmulo de poluentes.

A Química, assim como a Física e a Biologia, faz parte do conjunto das Ciências Naturais e, logicamente, possui suas especificidades. Entretanto, mesmo para quem é estudioso do assunto, não é fácil delimitar o conhecimento da Química, pois tudo o que rodeia o ser humano é objeto de estudo da ciência.

A ciência e os cientistas buscam entender os fenômenos da natureza, e cada profissional procura uma explicação (que pode ser diferente), baseada em argumentos (também diferentes), para entender o que está a sua volta (que pode ser o mesmo fato). Mesmo considerando esse aspecto comum, ainda é preciso levar em conta que as respostas são transitórias. Isso quer dizer que elas podem ser substituídas a qualquer momento, por outras que melhor expliquem o assunto em questão. Em função disso, considere-se também que, nessa área, não existem verdades absolutas.

Alguns autores marcaram a origem da Química no século XVII, com a publicação do livro Químico cético de Robert Boyle (1627 – 1691). Outros citaram Antoine – Laurent de lavoisier (1743 – 1794) como o verdadeiro “pai da Química”, com a publicação, no século XVIII, do Tratado elementar da Química, em que é discuta a importância da experimentação para a construção de modelos explicativos na ciência.

A história da Química, porém, aparece muito antes disso.

É possível que a primeira grande transformação da matéria provocada pelo homem tenha acontecido com o uso do fogo e, graças às suas aplicações, o mundo pré – histórico foi alcançando certo desenvolvimento, que se deu por meio da moldagem da cerâmica e da transformação de metais.

Provavelmente, foram os estudiosos gregos os primeiros que buscaram compreender a constituição e o comportamento da matéria, e Tales de Mileto (625 – 547 a.C.) foi um dos seus principais representantes.

Em toda a história, muitas contribuições serviram para a construção de ideias sobre a Química e algumas delas vieram dos alquimistas, que, embora não tenham atingido o seu objetivo principal – transformar metais inferiores, como o ferro e o chumbo, em metais raros, principalmente o ouro -, trouxeram muitos avanços.

O conhecimento da ciência é construído com base na análise de hipóteses levantadas a respeito de uma observação específica. Assim, a Química se serve da experimentação com o objetivo de simular as condições de uma dada situação, das quais se podem tirar conclusões.

O trabalho do cientista não é fácil – ele deve levantar hipóteses, testá-las e, com base nos resultados obtidos, formular novas hipóteses. É possível considerar que, em ciência, há um constante montar de quebra – cabeças, sem que, entretanto, se conheça o desenho a ser obtido no final da montagem.

A penicilina é um antibiótico natural derivado de um fungo, - o bolor do pão Penicillium chrysogenium. Sua descoberta aconteceu em 1928 pelo cientista Alexander Fleming (1881 – 1955). Autores de sua biografia contam que ele viajou de férias e esqueceu algumas placas com culturas de microorganismos em seu laboratório. Quando retornou, percebeu que uma delas tinha sido contaminada por um bolor e, ao redor das colônias, não havia bactérias.

Diante disso, Fleming passou a levantar hipóteses sobre o que poderia ter acontecido. A conclusão a que chegou foi a de que esse fungo liberou uma substância que inibiu a reprodução da bactéria.

O mecanismo de atuação da penicilina e a queima de um combustível são alguns dos fenômenos estudados pela Química.

A Química é a ciência que estuda a constituição da matéria, suas transformações, as relações entre os diversos tipos de materiais encontrados na natureza e a energia, por isso está presente em todas as situações do dia a dia.

É importante considerar, ainda, que a Química está em constante renovação e deve ser tratada com critério e responsabilidade para que se faça proveito dos benefícios que ela pode trazer. É preciso, portanto, conhecê-la muito bem a fim de que seu uso aconteça de maneira correta, com qualidade e harmonia com o meio ambiente.

Para facilitar o entendimento dos fenômenos, a Química encontra-se atualmente subdividida em:

Química Inorgânica: estudo das propriedades e reações de compostos inorgânicos (minérios e minerais, usados para a produção de metais, cimento, joias e certos medicamentos);

Química Analítica: em séries de TV ou em filmes, é comum aparecer um cientista atuando na descoberta de um crime. Essa é a função de um químico analítico, embora, na vida real, as análises não sejam tão simples quanto, muitas vezes, possam parecer na ficção. Além disso, boa parte da Química Ambiental também é objeto de pesquisa do químico analítico. A análise pode ser dividida em: qualitativa, que determina quais são os componentes de uma amostra, e quantitativa, que indica as quantidades de um elemento, composto ou substância em uma amostra;

Química Orgânica: estuda os compostos que contêm, em sua estrutura, o elemento químico “carbono” (plásticos, combustíveis, maioria dos medicamentos, alimentos e bebidas);

Físico – Química: articula os conhecimentos da Física para explicar os fenômenos observados em sistemas químicos, por exemplo, as trocas de energia e a velocidade de uma reação;

Bioquímica: estuda os compostos químicos que atuam nos organismos (carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos).