Química 2S EM Volume 1 (2014)

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EEsscssoolaa:cc

2a SRIEENSINO MDIOCaderno do ProfessorVolume 1

QUMICACincias da Natureza

MATERIAL DE APOIO AOCURRCULO DO ESTADO DE SO PAULO

CADERNO DO PROFESSOR

QUMICAENSINO MDIO

2a SRIEVOLUME 1

Nova edio

2014-2017

GOVERNO DO ESTADO DE SO PAULO

SECRETARIA DA EDUCAO

So Paulo

Governo do Estado de So Paulo

Governador

Geraldo Alckmin

Vice-Governador

Guilherme Af Domingos

Secretrio da Educao

Herman Voorwald

Secretrio-Adjunto

Joo Cardoso Palma Filho

Chefe de Gabinete

Fernando Padula Novaes

Subsecretria de Articulao Regional

Rosania Morales Morroni

Coordenadora da Escola de Formao e Aperfeioamento dos Professores EFAP

Silvia Andrade da Cunha Galletta

Coordenadora de Gesto da Educao Bsica

Maria Elizabete da Costa

Coordenadora de Gesto de Recursos Humanos

Cleide Bauab Eid Bochixio

Coordenadora de Informao, Monitoramento e Avaliao

Educacional

Ione Cristina Ribeiro de Assuno

Coordenadora de Infraestrutura e Servios Escolares

Ana Leonor Sala Alonso

Coordenadora de Oramento e Finanas

Claudia Chiaroni Afuso

Presidente da Fundao para o Desenvolvimento da Educao FDE

Barjas Negri

Senhoras e senhores docentes,

A Secretaria da Educao do Estado de So Paulo sente-se honrada em t-los como colabo-

radores nesta nova edio do Caderno do Professor, realizada a partir dos estudos e anlises que

permitiram consolidar a articulao do currculo proposto com aquele em ao nas salas de aula

de todo o Estado de So 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 analtico e crtico da abor-

dagem dos materiais de apoio ao currculo. Essa ao, efetivada por meio do programa Educao

Compromisso de So Paulo, de fundamental importncia para a Pasta, que despende, neste

programa, seus maiores esforos ao intensificar aes de avaliao e monitoramento da utilizao

dos diferentes materiais de apoio implementao do currculo e ao empregar o Caderno nas aes

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

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

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

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

taes didtico-pedaggicas e traz como base o contedo do Currculo Oficial do Estado de So

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

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

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

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

aulas para que explorem em seus alunos as competncias e habilidades necessrias que comportam

a construo do saber e a apropriao dos contedos das disciplinas, alm de permitir uma avalia-

o constante, por parte dos docentes, das prticas metodolgicas em sala de aula, objetivando a

diversificao do ensino e a melhoria da qualidade do fazer pedaggico.

Revigoram-se assim os esforos desta Secretaria no sentido de apoi-los e mobiliz-los em seu

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

e elevar nossos discentes categoria de protagonistas de sua histria.

Contamos com nosso Magistrio para a efetiva, contnua e renovada implementao do currculo.

Bom trabalho!

Herman Voorwald

Secretrio da Educao do Estado de So Paulo

SUMRIOOrientao sobre os contedos do volume 5

Situaes de Aprendizagem 9

Situao de Aprendizagem 1 Propriedades da gua para consumo humano 9

Situao de Aprendizagem 2 Dissoluo de materiais em gua e mudana de suas propriedades 19

Situao de Aprendizagem 3 Concentrao de solues 31

Situao de Aprendizagem 4 Utilizando a grandeza quantidade de matria para expressar a concentrao de solues 41

Situao de Aprendizagem 5 Oxignio dissolvido na gua: uma questo de qualidade 47

Situao de Aprendizagem 6 Tratamento da gua: uma questo de sobrevivncia 54

Situao de Aprendizagem 7 As quantidades em transformaes que ocorrem em soluo: um clculo importante no tratamento da gua 61

Situao de Aprendizagem 8 Como o ser humano utiliza a gua? Podemos interferir nos modos como a sociedade vem utilizando a gua? 66

Situao de Aprendizagem 9 Explicando o comportamento de materiais: modelos sobre a estrutura da matria 70

Situao de Aprendizagem 10 Explicando o comportamento de materiais: as ligaes entre tomos, ons e molculas 97

Situao de Aprendizagem 11 Transformaes qumicas: uma questo de quebra e formao de ligaes 119

Situao de Aprendizagem 12 Representando a energia envolvida nas transformaes: o uso de diagramas de energia 127

Propostas de Situao de Recuperao 134

Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreenso do tema 137

Consideraes finais 139

Quadro de contedos do Ensino Mdio 140

5Qumica 2a srie Volume 1

ORIENTAO SOBRE OS CONTEDOS DO VOLUMEPrezado(a) professor(a),

Ao pensar no ensino da Qumica, devemos

considerar que esta disciplina no Ensino M-

dio deve possibilitar ao aluno a compreenso

tanto dos processos qumicos em si quanto da

construo de um conhecimento cientfico

em estreita relao com as aplicaes tecno-

lgicas e suas implicaes ambientais, sociais,

polticas e econmicasa, de maneira a con-

tribuir para que ele possa participar mais efe-

tivamente da sociedade, emitindo juzos de

valor e tomando decises de maneira respon-

svel e crtica.

Com essa perspectiva, propomos, como fio

condutor do ensino de Qumica na 2a srie, o

estudo dos materiais e suas propriedades. A

gua e os metais so temas muito interessantes

para desenvolver esse contedo, com a finali-

dade de valorizar as aplicaes e implicaes

sociais do conhecimento qumico. O compor-

tamento da matria, por meio da elaborao

de ideias sobre a sua constituio, tem sido

preocupao constante desde os mais anti-

gos pensadores at os cientistas atuais. Essas

ideias esto em contnua transformao, pois,

conforme novos conhecimentos so adquiri-

dos, elas podem se mostrar insuficientes para

explic-los.

O propsito deste Caderno conscienti-

zar os alunos de que as teorias cientficas so

aproximaes da realidade e que uma dada

teoria s vlida enquanto explicar satisfato-

riamente os fatos. A partir do momento em

que se mostrar limitada, pode ser abandona-

da, substituda por novas ideias explicativas

(mais prximas da realidade) ou aperfeioada

por elas, j que nenhuma representa uma des-

crio completa dos fenmenos naturais.

Procuramos, tambm, desenvolver a ideia

de que o processo de elaborao do conheci-

mento qumico envolve o trabalho de muitos

pesquisadores, bem como os conflitos que o

acompanham. Acertos e erros convivem nes-

se processo, em um caminho de idas e vindas,

ora em direo ao que se entende por verdade,

ora a caminho da dvida, sempre em busca de

uma melhor explicao.

As atividades sugeridas procuram investi-

gar conhecimentos relevantes, priorizando o

desenvolvimento de competncias dos alunos

para compreender, argumentar e propor for-

mas de interveno na sociedade.

As propriedades exibidas pelas substncias

se constituram, ao longo do tempo, em pon-

tos de partida para que se procurasse entender

a Parmetros Curriculares Nacionais (Ensino Mdio): parte III Cincias da Natureza, Matemtica e suas tecno-logias. p. 31. Disponvel em: . Acesso em: 1 nov. 2013.

6a natureza da matria. O conhecimento das

relaes entre as propriedades e a estrutura

assume importante papel na previso de com-

portamentos que as diferentes substncias po-

dem manifestar, assim como na obteno de

materiais com certas propriedades especficas.

Inicialmente, a gua ser o foco do estudo

das propriedades, tendo em vista sua impor-

tncia para a vida no nosso planeta. A ques-

to da potabilidade ser abordada a partir do

estudo das concentraes das solues aquo-

sas, bem como do tratamento que a gua rece-

be para se tornar potvel.

Tambm pretendemos, neste estudo, que

os alunos desenvolvam em sua estrutura cog-

nitiva a ideia de modelo cientfico como uma

criao da mente humana por isso provis-

rio , e no como uma cpia em miniatura da

realidade. A partir do conhecimento e da an-

lise das propriedades de alguns materiais, mo-

delos atmicos sero propostos para explicar

a constituio da matria e as interaes entre

as partculas que constituem uma substncia

ligaes qumicas , explicando algumas di-

ferenas de comportamento que as substn-

cias, de um modo geral, apresentam.

Conhecimentos priorizados

As guas naturais so imensas solues

aquosas. Sendo assim, a gua na natureza no

se encontra quimicamente pura. Retomare-

mos, portanto, o conceito de substncia, esta-

belecendo a diferena entre a pureza, do ponto

de vista qumico, e a potabilidade. Apresenta-

remos algumas propriedades da espcie qumi-

ca gua, para discutir as mudanas causadas

pela presena de solutos e possveis problemas

ambientais. Sobre esse aspecto, discutiremos a

importncia do oxignio dissolvido na gua,

bem como os processos envolvidos no seu tra-

tamento com o objetivo de torn-la adequada

ao consumo.

Tratando-se de solues aquosas, consi-

deramos importantes os conceitos de solubi-

lidade e diluio. Expressar a concentrao

das solues por meio de unidades convenien-

tes envolve o desenvolvimento da linguagem

usual da Qumica, assim como clculos este-

quiomtricos de solues. Alm disso, sero

dispostas informaes que permitem uma re-

flexo sobre os diferentes usos da gua, consi-

derando sua qualidade, conforme o fim a que

se destina, e sobre a escassez de gua tratada,

seu mau uso e desperdcio.

Em relao s transformaes qumicas

em vrios de seus aspectos, pretendemos for-

mar alunos capazes de compreender os pro-

cessos qumicos em si, alm de estabelecer

relaes entre o conhecimento cientfico e

suas aplicaes e implicaes, sejam de natu-

reza social, ambiental, poltica ou econmi-

ca. importante que eles desenvolvam uma

viso mais global do mundo, a ponto de sa-

ber avaliar resolues e solues propostas e

se posicionarem perante elas com tica e res-

ponsabilidade.

Sendo assim, ao final deste estudo, espera-

mos que os alunos sejam capazes de:


f perceber que o conhecimento qumico di-nmico, portanto, provisrio;

f compreender os modelos explicativos como construes humanas em um dado

contexto histrico e social;

f compreender e utilizar as ideias de Ruther-ford para explicar a natureza eltrica da

matria;

f identificar a ligao qumica como resul-tante de interaes eletrostticas (atrao e

repulso eltricas);

f reconhecer a transformao qumica como resultante de quebra e formao de ligaes;

f compreender a estrutura da tabela peridi-ca e fazer previses sobre o tipo de ligao

dos elementos em funo de sua localiza-

o na referida tabela;

f compreender as variaes de energia que acompanham as reaes e utilizar as ener-

gias de ligao para o clculo de entalpia

de reao;

f representar, por meio de diagramas de ener-gia, transformaes endo e exotrmicas.

Competncias e habilidades

1. Dominar e fazer uso da linguagem qumi-ca expressando quantidades dissolvidas em

gua por meio de unidades de concentra-

o (g L1; mol L1; ppm; % massa), e

estabelecer relaes quantitativas de massa

e quantidade de matria nas transforma-

es qumicas que ocorrem em solues de

acordo com suas concentraes.

2. Construir e aplicar os conceitos de pure-za e potabilidade para a compreenso de

fenmenos naturais e processos tecnolgi-

cos.

3. Selecionar, organizar, relacionar e interpre-tar dados e informaes sobre parmetros

de qualidade da gua, para tomar decises

e resolver situaes-problema.

4. Relacionar informaes, apresentadas de diferentes formas, aos conhecimentos dis-

ponveis sobre o uso e a preservao da

gua no mundo e tambm sobre as fon-

tes causadoras da poluio da gua, para

construir argumentaes consistentes.

5. Recorrer aos conhecimentos desenvolvidos neste estudo para elaborao de propos-

tas de tratamento da gua, tendo em vis-

ta torn-la potvel, respeitando os valores

humanos e considerando a diversidade

sociocultural.

6. Compreender e utilizar os smbolos, cdi-gos e nomenclatura prprios da Qumica

no processo de elaborao e comunicao

do conhecimento.

7. Construir e aplicar conceitos de vrias reas do conhecimento para a compreen-

so das propriedades dos materiais e sua

8utilizao, reconhecendo a necessidade e

os limites de modelos explicativos relati-

vos natureza dos materiais e suas trans-

formaes.

8. Selecionar, organizar, relacionar e inter-pretar dados e informaes sobre a es-

trutura e o comportamento dos materiais

para tomar decises e resolver situaes-

-problema.

9. Relacionar informaes, apresentadas de diferentes formas, aos conhecimentos dis-

ponveis a fim de construir argumentaes

consistentes a respeito dos usos dos mate-

riais na sociedade, em situaes concretas.

10. Recorrer aos conhecimentos desenvolvidos neste estudo sobre propriedades dos ma-

teriais e ligao qumica para apresentar

propostas de intervenes na realidade, vi-

sando melhoria da qualidade de vida das

pessoas.

Metodologias e estratgias

Neste Caderno, procuramos utilizar meto-

dologias e estratgias de ensino que favoream

a participao efetiva dos alunos na constru-

o de seu prprio conhecimento e no desen-

volvimento de competncias relacionadas ao

aprimoramento de sua cidadania. Valoriza-

mos, assim, aquilo que os alunos j sabem e

conhecem do mundo fsico, ou seja, seus co-

nhecimentos prvios. De maneira geral, as ati-

vidades iniciais tm o objetivo de envolver os

alunos na temtica por meio de questes para

as quais ele pode apresentar alguma ideia.

Em seguida, sugerimos problemas cuja reso-

luo exige novos conhecimentos; atividades

experimentais para construo de conceitos e

conhecimentos de fatos qumicos; leituras de

textos que introduzem dados e informaes

novas ou que problematizam determinada si-

tuao. So apresentadas, tambm, sugestes

de explorao dessas atividades, solicitando,

por exemplo, a elaborao de textos, pesqui-

sas em diferentes fontes de informao, exer-

ccios e outros.

Avaliao

Para a avaliao do processo de aprendi-

zagem, propomos algumas atividades, tais

como resoluo de exerccios, elaborao de

relatrio ou texto, construo de grficos e

sua interpretao. Por meio das tarefas rea-

lizadas, voc, professor, pode detectar o n-

vel de desenvolvimento dos conceitos e das

competncias leitoras, escritoras e as rela-

cionadas capacidade de argumentao, de

proposio de formas de interveno na so-

ciedade, bem como o uso das habilidades de

comparar, analisar, relacionar, generalizar,

inferir, argumentar, propor ideias explicati-

vas e outras.


O conceito de substncia, desenvolvido na

srie anterior, deve ser retomado para que se

possa aplicar atual atividade. Para isso, voc

pode iniciar a aula solicitando aos alunos que

respondam s seguintes questes a fim de co-

loc-las em discusso:

f De onde vem a gua que chega sua casa? Ela pura?

f Como reconhecer se uma amostra pura? f A gua que voc bebe potvel? O que gua potvel?

SITUAES DE APRENDIZAGEMSITUAO DE APRENDIZAGEM 1

PROPRIEDADES DA GUA PARA CONSUMO HUMANO

Contedos e temas: conceitos de pureza e potabilidade.

Competncias e habilidades: fazer uso da linguagem qumica para expressar conceitos relativos pureza das solues e concentrao de solutos em sistemas lquidos; interpretar dados apresentados em tabe-las e grficos concernentes ao critrio brasileiro de potabilidade da gua; aplicar o conceito de concen-trao para avaliar a qualidade de diferentes guas; reconhecer como algumas propriedades especficas da gua possibilitam a vida no planeta.

Sugesto de estratgias de ensino: leitura de texto; trabalho em grupo; questes propostas; elaborao de textos; discusso geral; leitura de tabelas; experimentos.

Sugesto de recursos: material experimental; textos; fontes de pesquisa.

Sugesto de avaliao: atividades propostas; questes propostas.

A partir de questes propostas visando

identificar conhecimentos que os estudantes j

possuem, retoma-se o conceito de substncia

pura ou, mais corretamente, substncia, e

procura-se estabelecer a diferena entre os con-

ceitos de pureza e potabilidade. Com vistas ao

desenvolvimento da cidadania, o aluno convi-

dado a refletir sobre a escassez de gua tratada,

o mau uso e o desperdcio da gua, e as poss-

veis atitudes individuais e/ou coletivas que tm o

objetivo de minimizar os problemas detectados.

Ao mesmo tempo, propiciam-se informaes

sobre como as propriedades peculiares da gua

possibilitam a existncia de vida no planeta.

10

No se espera que eles deem respostas corre-

tas. O que se pretende levantar ideias e mostrar

a eles a necessidade da compreenso dos signifi-

cados de gua pura e de gua potvel. Registre

na lousa as diferenas entre esses tipos de gua

apontadas pelos alunos e pergunte se esses tipos

apresentam as mesmas propriedades. impor-

tante lembrar que a densidade, as temperaturas

de fuso e de ebulio, assim como a solubili-

dade, so propriedades que caracterizam uma

substncia pura. Aps a discusso, voc pode

propor a leitura dos textos A gua pura e A

gua potvel, apresentados a seguir.

A leitura de texto um dos recursos que

podem atuar como poderoso auxiliar na cons-

truo de significados atribudos a determi-

nado objeto de ensino. O que se pretende no

momento estabelecer a diferena entre os

conceitos de gua pura e de gua potvel e uti-

liz-los como desencadeadores e motivadores

para a aprendizagem, de modo que se preveja,

ao mesmo tempo, a atuao autnoma dos

alunos. Alm disso, pretende-se tambm colo-

car no contexto das guas naturais o estudo

das solues aquosas.

Voc pode propor a leitura dos textos

como trabalho individual, em duplas ou

como leitura conjunta, com toda a classe

participando. Em seguida, apresente ques-

tes cujas respostas so encontradas dire-

tamente no texto para, depois, propor sua

discusso.

Outra estratgia que tem dado bons re-

sultados dividir os textos em pequenos

trechos, que podero ser lidos sucessiva-

mente por diversos alunos, um de cada vez.

Enquanto um deles faz a leitura, outro de-

ver ir escrevendo na lousa as ideias princi-

pais, para serem posteriormente colocadas

em discusso, envolvendo toda a classe, sob

sua coordenao. Outra maneira de agilizar

a aula, visando economia de tempo para

a leitura, dividir a classe em dois grupos.

Cada um deles dever ler um dos dois tex-

tos e depois apresentar para toda a classe

as ideias principais nele contidas. Isso pode

ser feito utilizando a lousa, transparncias,

cartazes etc. Essa dinmica til por desen-

volver no aluno a autonomia e a capacidade

de comunicao.

A gua pura

A vida, como a conhecemos, depende da

gua, a substncia mais abundante nos tecidos

animais e vegetais, bem como na maior parte do

mundo que nos cerca. Trs quartos da superfcie

terrestre so cobertos de gua: 97,2% formam

os oceanos e mares; 2,11%, as geleiras e calotas

polares; e 0,6%, os lagos, os rios e as guas sub-

terrneas. Esta ltima a frao de gua apro-

veitvel pelo homem, que pode utiliz-la para

abastecimento domstico, indstria, agricultura,

pecuria, recreao e lazer, transporte, gerao

de energia e outros.

11

Qumica 2a srie Volume 1

Propriedades caractersticas de algumas substncias

SubstnciaTemperatura de ebulio a 1 atm

(oC)

Temperatura de fuso (oC)

Densidade20 oC (g cm-3)

Solubilidade em gua (g 100 g1

de gua)

gua 100 0 0,998

Etanol 78,5 117 0,789

Benzeno 80,1 5,5 0,880 0,070

NaCl 1 473 801 2,17 36,0

Conforme estudado na srie anterior, para

reconhecer se uma amostra se encontra pura, do

ponto de vista qumico, necessrio verificar se

ela apresenta um conjunto de propriedades cons-

Para abastecer 19 milhes de habitantes da

Grande So Paulo so produzidos 5,8 bilhes de

litros de gua tratada por dia. Essa gua provm

dos Sistemas Cantareira, Alto do Tiet e Rio

Grande. Embora a ONU recomende o consumo

per capita de 110 litros de gua, a mdia da ca-

pital tem sido de 221 litros por dia por habitante

(dados de 2008). Levando-se em conta no s o

consumo, mas tambm a perda de gua por va-

zamentos, desperdcio e outros, o Instituto So-

cioambiental (ISA) est promovendo uma cam-

panha para combater o desperdcio de gua.

Tanto as guas doces como as salgadas

so imensas solues aquosas, que contm muitos

materiais dissolvidos. Assim, a gua na natureza

no se encontra quimicamente pura. Mesmo as

guas da chuva e a destilada nos laboratrios apre-

sentam gases dissolvidos, como o CO2, o O2 e o N2,

provenientes de sua interao com a atmosfera.

a presena desses gases e tambm de sais e outros

compostos que torna a gua capaz de sustentar a

vida aqutica os peixes e outros seres no pode-

riam viver em gua pura: eles necessitam do oxig-

nio dissolvido na gua para sua respirao.

Uma substncia apresenta um conjunto de

propriedades especficas que podem ser usadas

para a sua identificao.

Elaborado por Maria Eunice Ribeiro Marcondes e Yvone Mussa Esperidio especialmente para o

So Paulo faz escola.

tantes, como a temperatura de ebulio, a tempe-

ratura de fuso, a densidade e a solubilidade, alm

de algumas caractersticas qumicas especficas da

substncia, de acordo com a tabela a seguir.

Tabela 1. Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola. Fonte dos dados: LIDE, D. R. (editor-in-chief). Handbook of Chemistry and Physics. 73. ed. Boca Raton: CRC Press, 1992-1993.

12

A gua potvel

A palavra potvel vem do latim potabilis, que

significa prpria para beber. Para ser ingerida,

essencial que a gua no contenha elementos

nocivos sade. Muitas vezes, as guas superfi-

ciais provenientes de rios, lagos ou de afloramen-

tos naturais, destinadas ao consumo humano ou a

outros fins, no apresentam a qualidade sanitria

exigida. Por essa razo, a gua para consumo hu-

mano deve passar por tratamento a fim de torn-la

potvel, isto , atender a certos requisitos estticos,

tais como ser isenta de cor, sabor, odor ou aparn-

cia desagradvel, ou seja, ser prpria para beber.

Tambm pode ser utilizada no preparo de alimen-

tos ou para lavar louas e roupas. Deve ser tam-

bm isenta de substncias minerais ou orgnicas

ou organismos patognicos que possam produzir

agravos sade. Assim, o critrio de potabilidade

diferente do critrio de pureza. A potabilidade

tem como fim o auxlio da manuteno dos seres

vivos, inclusive o ser humano. A pureza indica que

a nica espcie qumica existente H2O, que tem

propriedades especficas que a caracterizam.

Questes para anlise do texto

1. Por que se afirma que a vida depende da gua? Onde a utilizamos? Qual sua im-

portncia para o ser humano?

A gua est presente nos tecidos animais e vegetais. Apenas

0,6% da gua do planeta aproveitada pelo ser humano para

abastecimento domstico e industrial, agricultura, pecuria,

recreao e lazer, transporte, gerao de energia e outros.

2. Compare, em termos de ordem de grande-za, a frao de gua aproveitvel pelo ser

humano com as fraes dos demais corpos

de gua do planeta.

A frao utilizvel aproximadamente 160 vezes menor que

a frao correspondente aos oceanos e mares (97,2/0,6) e 3,5

vezes menor que a frao correspondente s geleiras e calo-

tas polares (2,11/0,6).

3. Compare o consumo de gua per capita recomendado pela ONU com o consu-

mo per capita, por dia, na cidade de So

Paulo. Cite algumas possveis causas dessa

discrepncia.

O consumo per capita, por dia, recomendado pela ONU

de 110 litros; a mdia da capital de 221 litros por dia por

habitante. Atribui-se essa discrepncia perda de gua por

vazamentos, mau uso, desperdcios etc.

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

Quando pensamos em Qumica, gua tratada e gua pura

no tm o mesmo signicado. A gua de rios, lagos e repre-

sas usadas para beber, cozinhar, tomar banho, lavar louas e

roupas etc. deve passar por tratamento para torn-la adequa-

da para o consumo humano. Tal tratamento envolve diversas

etapas e realizado por empresas como a Companhia de

Saneamento Bsico do Estado de So Paulo (Sabesp) ou r-

gos ligados ao setor pblico. Com relao gua pura, uma

amostra considerada pura quando apresenta um conjun-

to de propriedades fsicas constantes que podem ser usadas

para sua identicao, como a densidade, as temperaturas de

ebulio e de fuso, e algumas caractersticas qumicas espe-

ccas da substncia de que se constitui a amostra.

13


Atualmente, grandes problemas esto afetan-

do o suprimento da gua, como a poluio dos

rios, lagos e lenis freticos por resduos indus-

triais, agrcolas e humanos, alm da contamina-

o por micro-organismos. Muitas vezes, essas

guas contaminadas, se ingeridas, podem causar

srios danos sade.

No entanto, dependendo da finalidade a

que se destina, permitida nas guas a presen-

a de espcies orgnicas e inorgnicas, como o

flor recomendado pelos dentistas. Entretan-

to, suas quantidades devem ser monitoradas,

pois, em represas ou outros tipos de reserva-

trios, pode ocorrer contaminao por micro-

-organismos patognicos, por metais como o

chumbo, o zinco e outros, ou por compostos

orgnicos em concentraes superiores s es-

tabelecidas pela legislao, como mostra a ta-

bela a seguir.

Tipos de contaminantes da guaContaminantes da gua Exemplos

Resduos que consomem O2 dissolvido Resduos de animais e vegetais em decomposio

Agentes patognicos Micro-organismos

Nutrientes vegetais Fosfatos e nitratos

Compostos industriais inorgnicoscidos, bases e ons de metais (Fe2+, Hg2+, Cd2+, Cr3+, Pb2+)

Produtos industriais orgnicos Praguicidas, detergentes e petrleo

Material radioativoRestos de minerao e processamento de materiais radioativos

Material em suspenso Sedimentos de eroso da terra

Calor gua usada para resfriamento na indstria

Tabela 2.

Uma ocorrncia no Rio de Janeiro, no ano

2000, que alarmou a populao, foi a srie de

notcias sobre a contaminao da gua por

chumbo. Esse metal, na forma de Pb2+ (ction

chumbo II), havia sido detectado em amostras

de gua coletadas em residncias onde as tubu-

laes ainda eram constitudas de chumbo. Esse

metal, no ser humano, deposita-se nos ossos,

na musculatura, nos nervos e rins, provocando

estados de agitao, epilepsia, tremores, perda

de capacidade intelectual, anemias e, em casos

extremos, uma doena chamada saturnismo.

Atualmente, minimizou-se esse mal, pois o uso

de tubulaes de chumbo foi descartado, tor-

nando-se obrigatria a utilizao de tubulaes

fabricadas com cloreto de polivinila (PVC).

14

O alumnio outro contaminante que tem

causado temor populao. Alguns pesqui-

sadores acreditam que sua presena na gua

potvel pode ser aumentada caso em seu trata-

mento seja utilizado o alume. O uso de panelas

de alumnio tambm pode aumentar a quantida-

de desse contaminante nos alimentos nelas pro-

cessados. As pesquisas indicam que o consumo de

gua potvel com mais de 100 ppb (0,1 mg L1)1

de alumnio pode causar danos neurolgicos,

como perda de memria, e contribuir para

agravar a incidncia do mal de Alzheimer.

Alm desses contaminantes, deve-se considerar

ainda os nitratos. O excesso de nitratos na gua

que bebemos pode causar, tanto em bebs re-

cm-nascidos quanto em adultos com certa de-

ficincia enzimtica, a doena conhecida como

metemoglobinemia ou sndrome do beb

azul. Bactrias presentes no estmago do beb

ou em mamadeiras mal lavadas e mal esterili-

zadas podem reduzir o nitrato a nitrito, como

mostra a equao:

NO3 (aq) + 2 H+(aq) + 2 e NO2

(aq) + H2O (l)

nitrato nitrito

Interagindo com a hemoglobina, o nitrito a

oxida impedindo, dessa forma, a absoro e o

transporte adequados de oxignio s clulas do

organismo. Em razo da falta de hemoglobina,

na sua forma reduzida e que d a cor vermelha

ao sangue, o beb acometido de insuficincia

respiratria, perdendo a sua cor natural para

uma cor azul-arroxeada. Nos adultos, essa doen-

a pode ser controlada, pois a hemoglobina oxi-

dada pode retornar com facilidade sua forma

reduzida, transportadora de oxignio, e o nitrito

se oxidar novamente a nitrato.

A Portaria no 2.914, de 12 de dezembro de

2011, do Ministrio da Sade, estabelece os proce-

dimentos e responsabilidades relativos ao controle

e vigilncia da qualidade da gua para consumo

humano e seu padro de potabilidade. Alguns des-

ses dados so mostrados nas tabelas a seguir.

Alguns componentes que afetam a qualidade organolptica da guaComponentes que afetam a qualidade

organolpticaConcentrao mxima permitida (miligramas

por litro de gua)

Alumnio (Al3+) 0,2

Cloretos (Cl) 250,0

Cobre (Cu2+) 1,0

Zinco (Zn2+) 5,0

Ferro total (Fe2+ e Fe3+) 0,3

Mangans (Mn2+) 0,1

Tabela 3.

1 1 ppb = 0,01 ppm; 100 ppb = 0,1 ppm = 0,1 mg L1.

15


Valores de concentrao mxima permitida de alguns elementos na gua potvel e seus efeitos sobre a sade no Brasil

Elementos que afetam

a sadeFontes principais

Concentrao mxima permitida

(mg L-1)Efeitos sobre os seres humanos

Arsnio Despejos industriais, efluentes de mineraes, inseticidas, herbicidas

0,01Distrbios gastrintestinais, cancergeno e teratognico2

BrioAtividades industriais e de extrao da bauxita

0,7 Paralisia muscular

Chumbo Aditivos de gasolina, tintas 0,01Nuseas, irritabilidade, danos no crebro

Crmio Indstrias galvnicas 0,05 Cancergeno e mutagnico

Mercrio Indstria eletroqumica 0,001 Neurotxico e mutagnico

CianetosDescarte de processos de minerao e da indstria eletroqumica

0,07Irritante para os olhos, venenoso em contato com a pele, letal

NitratosDejetos humanos, atividades agrco-las e algumas atividades industriais

10 Metemoglobinemia

Cdmio Despejos de processos industriais 0,005Disfuno renal, hipertenso, arteriosclerose

Alumnio guas potveis purificadas com alume 0,2Perda de memria, mal de Alzheimer

Tabela 4.

Padro microbiolgico de potabilidade da gua para consumo humano

Parmetro Valor mximo permitido

gua para consumo humanoEscherichia coli ou coliformes termotolerantes

Ausncia em 100 mL

gua na sada do tratamento Coliformes totais Ausncia em 100 mL

gua tratada no sistema de distribuio (reservatrios e redes)

Escherichia coli ou coliformes termotolerantes

Ausncia em 100 mL

Tabela 5.

2 Teratognico: alterao no hereditria no feto.

De acordo com a legislao brasileira vi-

gente, a gua potvel deve estar em confor-

As instituies responsveis pelo controle da

qualidade da gua em termos de potabilidade

realizam periodicamente anlises bacteriolgi-

cas para verificar a existncia e a quantidade de

micro-organismos, identificando-os como prejudi-

ciais ou no sade, bem como anlises fsico-

-qumicas para determinar a existncia e a quan-

tidade das espcies qumicas dissolvidas em gua.

midade com o padro microbiolgico aqui

apresentado.

16

Lembrando o que ocorreu em Caruaru, no Esta-

do de Pernambuco, em 1996, quando muitas mor-

tes foram causadas em razo do tratamento inade-

quado da gua usada em hemodilises, , portanto,

dever do cidado estar atento qualidade da gua

que usa e exigir monitoramento contnuo de esp-

cies que possam afetar a sade humana e a sobre-

vivncia de outras espcies animais e vegetais.

Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.Fonte das tabelas: Portaria no 2.914, de 12 de dezembro

de 2011. Disponvel em: .

Acesso em: 27 maio 2013.

Aps a leitura dos textos, discuta com a

classe pormenores importantes que foram

tratados. Em seguida, dialogue com os alunos

sobre o que sabiam a respeito desse assunto

antes da leitura e o que sabem no momento,

aps a leitura, fazendo na lousa uma sntese

dos novos conhecimentos.

Alm disso, uma estratgia que motiva

muito os alunos um trabalho interdiscipli-

nar envolvendo professores de outras reas,

no qual se prope pesquisar no somente os

transtornos sade causados por micro-or-

ganismos, mas tambm outros aspectos do

problema, relacionados s diferentes reas

de estudo.

Questes para anlise do texto

1. O que gua potvel? O critrio de potabi-lidade significa o mesmo que o critrio de

pureza?

gua potvel aquela que prpria para beber e para ser

ingerida. Ela deve ser isenta de cor, sabor, odor ou aparncia

desagradvel. O critrio de potabilidade indica que a gua

pode conter substncias dissolvidas em certas quantidades

(ou concentraes). H limites estabelecidos pela legislao,

que precisam ser monitorados. J o critrio de pureza consi-

dera pura a amostra que tem propriedades especcas, como

temperatura de ebulio e de fuso e a ausncia de outras

espcies qumicas.

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

gua contaminada a que contm substncias txicas e or-

ganismos patognicos nocivos sade em concentraes

superiores aos parmetros ou aos ndices de qualidade esta-

belecidos pela legislao. No pode ser consumida para no

afetar a sade dos seres humanos.

3. Que danos sade pode causar a presen-a de chumbo na gua potvel? Qual a

concentrao mxima permitida para esse

elemento na gua potvel, segundo a legis-

lao brasileira? Quais so suas fontes?

O chumbo, no ser humano, deposita-se nos ossos, na mus-

culatura, nos nervos e nos rins, provocando estados de agita-

o, epilepsia, tremores, reduo da capacidade intelectual,

anemia e, em casos extremos, uma doena chamada satur-

nismo. A concentrao mxima permitida pela legislao

de 0,01 mg L1 ou 0,01 ppm. As fontes de chumbo so algu-

mas tintas, aditivos de gasolina e tubulaes feitas desse metal.

4. Por que atualmente no se considera reco-mendvel o uso de panelas de alumnio?

O uso dessas panelas no recomendvel porque pode au-

mentar a quantidade desse contaminante nos alimentos nela

processados. Sabe-se que o consumo de gua potvel com

17


mais de 100 ppb (0,1 mg L1) de alumnio pode causar da-

nos neurolgicos, como perda de memria, e contribuir para

agravar a incidncia do mal de Alzheimer.

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

A presena de nitratos pode causar a doena conhecida

como metemoglobinemia ou sndrome do beb azul. Bac-

trias presentes no estmago do beb ou em mamadeiras

mal lavadas podem causar a transformao do nitrato em

nitrito, de acordo com a equao:

NO (aq) + 2 H(aq) + 2 e NO2 (aq) + H2O (l)

nitrato nitrito

Interagindo com a hemoglobina, o nitrito a oxida, impedin-

do, dessa forma, a absoro e o transporte adequado de oxi-

gnio s clulas do organismo.

Consequentemente, o beb acometido de insucincia

respiratria, o que altera a sua colorao natural para uma

colorao azulada.

1. Faa, no caderno, uma snte-se das ideias desenvolvidas nos

textos, utilizando uma tabela se-

melhante que segue. Entregue-a ao pro-

fessor.

A elaborao de uma sntese visa favorecer os alunos na

compreenso da leitura e na organizao de seu raciocnio.

As ideias principais apresentadas dizem respeito diferena en-

tre os conceitos de gua potvel e gua pura, aos critrios de

potabilidade, segundo a legislao brasileira, e a problemas de

contaminao da gua para consumo. A escolha dos pormeno-

res vai depender da avaliao dos alunos, de sua histria e seus

conhecimentos, e no ser to relevante. Um aluno, por exem-

plo, pode achar que so importantes os efeitos do chumbo ou

do alumnio no organismo enquanto outro pode considerar que

as quantidades relativas que so importantes; um outro aluno

pode achar importantes as concentraes-limite estabelecidas

legalmente. Quanto s concluses e s implicaes, o importan-

te que eles percebam o papel que a sociedade e eles prprios

exercem no uso e na manuteno da qualidade da gua.

2. Segundo um levantamento informal de 1992, a gua potvel de 13 das casas de uma certa cidade tinha nveis de chum-

bo da ordem de 10 ppb. Supondo que um

morador de uma dessas casas beba apro-

ximadamente 2 litros de gua por dia,

calcule quanto de chumbo esse adulto

ingere diariamente.

Informe ao aluno que a concentrao expressa em 1 ppb

corresponde a 0,001 mg L1 (uma parte em um bilho

de partes, ou seja, 1 g em 109 g, ou, para a gua, 1 g em

106 L, ou 1 mg em 103 L, ou 0,001 mg em 1 L). As unidades

de concentrao sero abordadas na Situao de Apren-

dizagem 3.

Ideia principal Pormenores importantes Concluses e implicaes

Tabela 6.

3

18

1 ppb = 0,001 mg L1

10 ppb = 0,01 mg L1

Bebendo 2 L de gua, a pessoa ingere 0,02 mg de chumbo

(0,01 mg L1).

3. Examine a tabela apresentada a seguir, que contm resultados de anlises de algumas

guas, distribudos de acordo com os ele-

mentos qumicos presentes (As, Ba, Pb, Hg,

Al, Cu e Mn), levando em conta que a unida-

de mg L1 significa que em 1 L da gua ana-

lisada est contido 1 mg da espcie qumica

considerada. Avalie a potabilidade dessas

guas, utilizando as informaes das tabelas

do texto A gua potvel. Aponte tambm

os possveis efeitos que essas guas podem

causar se forem ingeridas. Apresente o resul-

tado de sua anlise em forma de tabela.

Espciequmica

Amostra A(mg L1)

Amostra B(mg L1)

Amostra C(mg L1)

Amostra D(mg L1)

As 0,05 1 0,001

Ba 0,8 0,50 0,001 1 000

Pb 0,015 0,05 0,01

Hg 0,00010 10

Al 0,1 0,18 0,20 10

Cu 1,09 0,89 0,90

Mn 0,01 0,10 1,00 0,98

Tabela 7. Elaborado especialmente para o So Paulo faz escola.

AmostraConcentrao maior que a

mxima permitida Efeitos txicos possveis

A Ba e Cu Paralisia muscular

B As e Pb Distrbios gastrintestinais, cancergeno, danos no crebro, nuseas e irritabilidade

C As, Pb e Mn Semelhante amostra B

D Ba, Hg, Al e Mn Paralisia muscular, distrbios neurolgicos e mutagnicos, mal de Alzheimer

Tabela 8.

Nenhuma das amostras obedece aos ndices de qualida-

de para a gua previstos por lei; todas so nocivas sade

humana.

Embora ainda no tenha sido abordado o tpico concentra-

o de solues, voc poder explicar o signicado da re-

presentao mg L1. Por exemplo, para a espcie qumica Ba,

19


0,8 mg L1 signica que em 1 litro da gua analisada esto

contidos 0,8 mg de Ba. Assim, os alunos cam sabendo que

em cada 1 litro da gua analisada est contida a massa indicada

nessa tabela, correspondente espcie qumica considerada.

Grade de avaliao da Situao de Aprendizagem 1

Para a realizao desta Situao de Apren-

dizagem, esperamos que os alunos j tenham,

SITUAO DE APRENDIZAGEM 2 DISSOLUO DE MATERIAIS EM GUA E

MUDANA DE SUAS PROPRIEDADES

em etapa anterior, construdo em sua estru-

tura cognitiva o conceito de substncia, que

deve ser retomado por meio de uma discusso

geral. So explorados os conceitos de gua

potvel e o padro de potabilidade. No exerc-

cio referente s anlises de amostras de gua,

os alunos tiveram de fazer a leitura de tabe-

las, comparar dados e avaliar a potabilidade,

apresentando argumentos que justificassem

suas decises.

Uma propriedade importante da gua

sua ao solvente. Ela interage com mui-

tos slidos, lquidos e gases, dissolvendo-os.

Alguns se dissolvem em quantidades apre-

civeis, como o cloreto de sdio. Outros, em

quantidades to diminutas que so consi-

derados insolveis, como o carbonato de

clcio. Nesta Situao de Aprendizagem,

descreveremos ainda algumas das proprieda-

des da gua, como o calor especfico, a den-

sidade, a condutibilidade eltrica, a acidez e

a alcalinidade (pH) e, tambm, as mudanas

causadas nessas propriedades pela presena

de solutos.

Contedos e temas: calor especfico; densidade; temperatura de ebulio da gua com a presena de solutos; solubilidade; outras propriedades.

Competncias e habilidades: reconstruir o conceito de solubilidade em um nvel mais amplo, como ex-tenso da dissoluo; compreender como as propriedades peculiares da gua possibilitam a existncia de vida no planeta; concluir, a partir da anlise de dados experimentais, como a presena de solutos afeta as propriedades caractersticas da gua; aplicar esses conhecimentos na resoluo de problemas ambientais, industriais e relacionados sade.

Sugesto de estratgias de ensino: leitura e anlise de tabelas; interpretao de grficos; demonstraes experimentais.

Sugesto de recursos: materiais para a realizao de experimentos; descrio de experimentos; questes.

Sugesto de avaliao: trabalhos executados no decorrer das atividades; trabalho individual.

20

Atividade 1 At quanto um slido solvel em gua?

Demonstrao experimental ou descrio de um experimento

Nesta atividade, o conceito de solubili-

dade ser reconstrudo, considerando-o em

um nvel mais amplo, como extenso da

dissoluo.

Para iniciar esta etapa, procure conhecer o

que os alunos j sabem sobre o assunto utili-

zando questes como:

f Quais materiais vocs conhecem que se dis-solvem em gua?

f H materiais que no se dissolvem em gua?

f Que quantidade de um material consegui-mos dissolver em certo volume de gua?

Dialogando com os alunos sobre as ques-

tes levantadas, procure chamar a ateno

deles para o experimento que ser realizado.

Essa estratgia mostra-se til porque muitos

detalhes experimentais que podem passar des-

percebidos por eles so destacados por voc no

momento da apresentao. Dessa forma, a clas-

se fica mais atenta para compreender melhor o

que voc est demonstrando e explicando.

A substncia a ser usada o sulfato de co-

bre pentaidratado, CuSO4 5H2O. Sendo um

slido azul, pela intensidade da cor da soluo

resultante, pode-se estimar a massa de sulfato

de cobre dissolvida em dado volume de gua

temperatura ambiente (considerando tubos de

ensaio de iguais dimenses).

Materiais e reagentes

f 5 tubos de ensaio de mesmas dimenses (al-tura e dimetro);

f estante para tubos de ensaio;

f 5 rolhas para vedao;

f 1 basto de vidro;

f 1 proveta de 50 mL;

f massas conhecidas de CuSO4 5H2O: 1,5 g; 2,5 g; 4,2 g; 5,0 g; 6,0 g;

f gua destilada.

Procedimento

1. Coloque nos tubos de ensaio as diferentes

massas de sulfato de cobre e indique no rtu-

lo de cada um a massa nele contida.

2. Disponha-os na estante para tubos de ensaio

em ordem crescente de massas.

21


Quando no existir tempo para a exe-

cuo da atividade com os alunos, uma al-

ternativa fazer uma preparao prvia e

apresentar a eles apenas o resultado. Quan-

do a escola no dispe do material neces-

srio, um recurso que d bons resultados

trabalhar com a descrio do experimento e

com os dados experimentais obtidos por ou-

tros pesquisadores. Seria importante dirigir

3. Mea com a proveta o volume de 20 mL de

gua e adicione-o ao primeiro tubo.

4. Vede o tubo com a rolha e agite a mistura v-

rias vezes. Recoloque-o na estante.

5. Proceda do mesmo modo com os outros tubos.

Compare as misturas resultantes em relao

ao aspecto homogneo ou heterogneo, cor e

presena ou no de slido. Anote suas observa-

es na tabela a seguir.

TuboMassa de

CuSO4 5H2O (g)

Volume de gua (mL)

Aspecto homogneo ou heterogneo

Comparao de corPresena ou no de

slido

I 1,5 20 Homogneo Azul

II 2,5 20 Homogneo Azul mais intenso que I

III 4,2 20 Homogneo Azul mais intenso que II

IV 5,0 20Heterogneo

Corpo de fundo

Azul de intensidade igual ao tubo III Sim

V 6,0 20Heterogneo

Corpo de fundo

Azul de intensidade igual ao tubo III Sim

Tabela 9.

a ateno dos alunos para o controle de va-

riveis. Nesse caso, para estudar quanto de

sulfato de cobre pentaidratado se dissolve

em 20 mL de gua temperatura ambien-

te, as variveis consideradas foram a massa

dissolvida e o volume de gua utilizado. As-

sim, fixou-se o volume de gua em 20 mL e

variou-se a massa de sulfato de cobre pentai-

dratado colocada para dissolver.

22

Em discusso com a classe, voc poder

lanar as questes que seguem, procurando

respond-las em conjunto com os alunos, con-

siderando suas ideias, sem refut-las, pois tal

atitude os desestimula para a aprendizagem.

O que se pretende a construo do conceito

de extenso da dissoluo, que, por sua vez,

ser tambm ampliado no estudo.

1. Ocorreu dissoluo total do slido em to-dos os tubos? Se quiser complementar sua

resposta, descreva suas observaes por

meio de um desenho no seu caderno ou

numa folha avulsa.

Ocorre dissoluo total do slido nos tubos I, II e III. Nos tu-

bos IV e V parte do slido se depositou, formando corpo de

fundo, no tubo V mais do que no IV.

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

Nos tubos IV e V a massa de sulfato de cobre que foi colocada

para ser dissolvida deve ter ultrapassado a quantidade-limite

que pode ser dissolvida em 20 mL de gua, temperatura da

experincia, ou seja, ultrapassou o limite de solubilidade do

sulfato de cobre a essa temperatura.

20 ml

15 ml

10 ml

20 ml

15 ml

10 ml

15 ml

10 ml

20 ml 20 ml

15 ml

10 ml

20 ml

15 ml

10 ml

C

laud

io R

ipin

skas

Figura 1.

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

A constncia da cor nos tubos IV e V acontece em razo de se

ter atingido a quantidade mxima de sulfato de cobre que se

pode dissolver nesses dois tubos.

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

IV? Justifique.

A adio de mais 1,0 g de soluto ao tubo II poder intensicar

a cor da soluo, pois, nesse tubo, ainda no foi atingida a

quantidade-limite que pode ser solubilizada, havendo a pos-

sibilidade de dissoluo de mais soluto. Ao contrrio, no tubo

IV, a tonalidade da soluo no se modicar, pois a quanti-

dade-limite foi ultrapassada o excesso de slido adicionado

aumentar a quantidade de corpo de fundo ali presente.

5. Pode-se estimar a quantidade mxima de CuSO4 5 H2O capaz de se dissolver em

20 mL de gua? E em 100 mL de gua?

Pode-se estimar que a quantidade de soluto possvel de ser

dissolvida em 20 mL de gua est entre 4,2 e 5,0 g, pois no

tubo III ainda no restou slido, ou seja, no foi ultrapassada

a quantidade mxima que pode ser dissolvida em 20 mL, e

no tubo IV isso j acontece. Como a cor da soluo do tubo

23



Solubilidade de alguns solutos da gua do mar (25 C e 1 atm)

Soluto Frmula Solubilidade (g 100 g1 de gua)

Cloreto de magnsio MgCl2 54,1

Sulfato de clcio CaSO4 6,8 10-3

Carbonato de clcio CaCO3 1,3 10-3

Cloreto de sdio NaCl 36,0

Brometo de sdio NaBr 1,2 102

Sulfato de magnsio MgSO4 36,0

IV a mesma que a do tubo III, pode-se inferir que esse va-

lor deve ser prximo a 4,2 g. Quando se consideram 100 mL

de gua, proporcionalmente, ser possvel dissolver 5 vezes

mais, ou seja, em torno de 21 g de soluto.

Observao: Nesta questo, desejvel que seja enfatizada a

proporcionalidade entre a massa dissolvida e o volume de gua.

Voc pode trabalhar os dados da tabela

apresentada no exerccio a seguir chamando

a ateno para o fato de as solubilidades se-

rem variadas: alguns sais so muito solveis

e outros muito pouco solveis. Espera-se que

os alunos construam o conceito de solubilida-

de, que, em outro momento, ser diferencia-

do como uma situao de equilbrio qumico.

Algumas questes podem animar uma dis-

cusso geral.

1. Faa um pequeno resumo sobre o que voc aprendeu ao fim desta ati-

vidade. Esse resumo pode ser feito

na forma de um fluxograma que mostre os

passos seguidos e as concluses elaboradas.

Em folha parte, entregue-o ao professor.

Os alunos podero mencionar os assuntos que aprenderam

relacionados dissoluo e solubilidade.

2. Considere a tabela a seguir que indica as solubilidades de alguns solutos da gua do

mar em g 100 g1 de gua.

24

a) Por que possvel comparar as solubili-dades dos diferentes solutos?

Porque as massas dissolvidas referem-se mesma massa de

gua (100 g), mesma temperatura e presso (25 oC e 1 atm).

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

O mais solvel o NaBr (1,2 102 g 100 g1 de gua), e o me-

nos solvel o CaCO3 (1,3 103 g 100 g1 de gua).

c) 20 g de cloreto de sdio foram colocados para dissoluo em 50 g de gua. A mis-

tura resultou homognea? Justifique.

Desafio!

Em exames radiolgicos gastrintestinais,

utiliza-se para contraste soluo saturada de

sulfato de brio (BaSO4). No entanto, para um

indivduo de 60 kg de massa corprea, o limite

de tolerncia da espcie qumica on brio (Ba2+)

no organismo humano de 0,7 g. Levando-se

em conta que a solubilidade do BaSO4 em gua

de 2,3 103 g para 1 litro de gua, explique por

que a ingesto de um copo (200 mL) de soluo

saturada de sulfato de brio no letal para esse

indivduo.

Nesse exerccio, que expe um fato do cotidiano, os alunos

iro utilizar os conhecimentos construdos, avaliaro dados

quantitativos e elaboraro concluses. Sugerimos, na sua

correo, que, em vez de aplicar simplesmente uma regra

de trs, a questo da proporcionalidade seja levantada.

233 g BaSO4137 g Ba2+

4,6 104

X=

2,3 103 g de BaSO41 000 mL de gua

4,6 104 g200 mL

ou

Ou 0,00027 g de Ba2+ ou 2,7 104 g de Ba2+ em 200 mL. Ento,

temos que 0,00027 g < 0,7 g, portanto, s h 0,00027 g do

on Ba2+ em 200 mL da soluo, no atingindo a quantida-

de letal, que de 0,7 g.

Como a solubilidade do NaCl de 36,0 g para 100 g de gua,

a mistura resultar heterognea. Em 50 g de gua, 18,0 g de

NaCl se dissolvem e 2,0 g permanecem sem se dissolver, for-

mando corpo de fundo.

d) Uma soluo aquosa contm como so-lutos os cloretos de sdio e de magnsio

em iguais concentraes. Submetendo-

-se essa soluo evaporao, qual s-

lido se deposita primeiro, separando-se

da soluo? Justifique.

O primeiro slido a se depositar, no caso, o NaCl porque

o menos solvel.

Grade de avaliao da atividade 1

Nessa atividade, o conceito de solubilidade

foi reconstrudo com a realizao ou a descri-

o do experimento.

As questes propostas na seo Lio de

casa para anlise da tabela de solubilidade de

alguns solutos teve o objetivo de mostrar que as

solubilidades so variadas, dependendo da na-

tureza do soluto, do solvente, da temperatura e

da presso. A questo do Desafio!, que envolve

o uso do BaSO4 em exames radiolgicos, rela-

ciona o conhecimento qumico com a sade.

25


Deve ficar claro para os alunos o signifi-

cado de extenso da dissoluo, ou seja,

que existe para dado material uma quanti-

dade-limite que pode se dissolver em certa

quantidade de solvente, numa temperatura

determinada. Essas ideias serviro para o es-

tudo posterior de equilbrio qumico. Com a

realizao dessa atividade, os alunos devem

ser capazes de realizar a leitura compreensiva

de tabelas e grficos, analisar dados, estabele-

cer relaes, elaborar concluses e, ao mesmo

tempo, compreender que as diferentes solu-

bilidades s podem ser comparadas quando

as quantidades dissolvidas se referem a uma

mesma quantidade de solvente e mesma

temperatura.

Atividade 2 A vida depende da gua: outras propriedades do solvente gua

Nessa segunda atividade, outras proprie-

dades importantes da gua sero abordadas:

calor especfico, densidade e condutibilidade

eltrica. O conceito de densidade j foi in-

troduzido anteriormente (1a srie) e pode ser

retomado. No se trata de aprofundar esses

conceitos nem de explor-los em nvel de mo-

delos explicativos, mas de mostrar a impor-

tncia deles nas caractersticas que a gua

apresenta.

Caso tenha condies, voc pode antecipa-

damente apresentar aos alunos, como traba-

lho a ser realizado em grupos, as trs situaes

descritas a seguir, cujas respostas devem ser

pesquisadas e elaboradas em forma de texto

para serem discutidas e avaliadas. Voc tam-

bm pode trabalhar em sala de aula, dividindo

a classe em grupos e atribuindo uma das situa-

es a cada grupo.

Situao 1 Calor especfico

A espcie qumica gua apresenta proprie-

dades muito peculiares e diferentes da maioria

dos outros lquidos. So essas propriedades que

a tornam responsvel por vrias das interaes

e transformaes que ocorrem no planeta.

Uma das caractersticas mais importantes

o seu calor especfico capacidade de absor-

ver ou perder calor.

Calor especfico de alguns lquidos a 1 atm e a 25 oC

LquidoCalor especfico

(J g1 oC-1)

gua 4,18

Etanol 2,44

Acetona 2,17

Benzeno 2,37

Glicerina 2,37


A gua um dos lquidos de maior ca-

lor especfico que se conhece, cujo valor

4,18 J g-1 oC-1. Comparando-a com o etanol

(lcool comum), vemos que o calor especfico

dele 2,44 J g-1 oC -1. Isso significa que, para

elevar em 1 oC a temperatura de 1 g de gua,

so necessrios 4,18 J e, para elevar em 1 oC a

26

temperatura de 1 g de etanol, so necessrios

2,44 J.

Exerccios para a sala de aula

1. Considere a seguinte situao: dois frascos fechados contendo respectivamente 1 kg de

gua e 1 kg de etanol ficaram expostos ao

sol durante certo tempo. Qual deles estar

mais quente aps esse tempo de exposio?

Qual deles levar mais tempo para se res-

friar? Justifique.

O frasco que contm o etanol apresentar temperatura mais

elevada e resfriar em menor tempo. Isso porque, para ele-

var em 1 oC a temperatura de 1 kg de gua, so necessrios

4,18 kJ. Para elevar em 1 oC a temperatura de 1 kg de etanol

so necessrios 2,44 kJ, ou seja, preciso menos energia para

aumentar sua temperatura. Portanto, quando massas iguais

de gua e de etanol recebem a mesma quantidade de ener-

gia, em certo intervalo de tempo, o etanol car mais quen-

te. O etanol resfriar mais rapidamente, pois perder uma

quantidade de energia menor, comparada com a gua, para

baixar a temperatura em 1 oC.

2. Como essa caracterstica peculiar da gua mantm, praticamente sem grandes va-

riaes, tanto a temperatura do ambiente

aqutico como o clima terrestre?

Em razo do seu elevado calor especco, a gua oferece

grande resistncia s variaes de temperatura. Grandes

quantidades de calor tero de ser absorvidas ou cedidas pelas

massas de gua para que elas sofram elevaes ou redues

da sua temperatura. tambm em virtude do elevado calor

especco que o clima se mantm estvel em cada latitude

ou altitude, nas diferentes regies do planeta, em cada poca

do ano.

Situao 2 Densidade

Uma outra propriedade importante da

gua a densidade.

Normalmente, para os lquidos comuns, a

densidade decresce com a elevao da tempe-

ratura. No caso da gua, porm, os dados da

tabela mostram que a densidade aumenta de

0 a 4 oC, em que ela mxima, e depois de-

cresce. Como densidade a relao massa/vo-

lume, isso significa que, quando a temperatura

aumenta de 0 a 4 oC, a gua se contrai, dimi-

nuindo o volume e, consequentemente, aumen-

tando a densidade, uma vez que a massa no

se altera com a temperatura. Acima de 4 oC,

como o volume aumenta, a densidade decresce.

Densidade da gua lquida a vrias temperaturas

Temperatura(oC e 1 atm)

Densidade (g cm-3)

0 0,99984

2 0,99997

4 1,0000

6 0,99997

8 0,99988

10 0,99970

16 0,99910

20 0,99821

25 0,99707

30 0,99565


27



1. Com base nessas informaes e sabendo que a densidade do gelo 0,92 g cm3, o

gelo flutuaria na gua a 0 oC? E a 25 oC?

Os dados da tabela de densidade da gua a vrias tempera-

turas levam a concluir que o gelo vai utuar, pois apresenta

densidade menor nas duas temperaturas.

2. O que poderia ocorrer com a gua de um rio em um local onde a temperatura

ambiente fosse igual ou inferior a 0 oC?

Justifique.

Se a gua de um rio congelar (0 oC ou abaixo), o gelo se

formar na superfcie e no afundar.

3. O que poderia acontecer com a vida em um lago se a densidade do gelo fosse maior

que a da gua lquida, em um dia em que

a temperatura ambiente fosse igual ou me-

nor que 0 C?

Os seres aquticos que vivem submersos poderiam morrer,

pois cariam presos no gelo e tambm no disporiam de oxi-

gnio para sua respirao.

Situao 3 Condutibilidade eltrica da gua

Para observar a manifestao da conduti-

bilidade eltrica associada a materiais, pode-se

usar um dispositivo semelhante ao da figura,

em que as ligaes so feitas em paralelo.

Quando as extremidades do fio so intro-

duzidas no material, uma ou mais lmpadas

podero acender, dependendo da capacidade

que o material tem de conduzir corrente el-

trica. Na gua destilada, por exemplo, quan-

do os dois fios so introduzidos, nota-se que

somente a lmpada de nenio (a menor) se

acende. Como corrente eltrica pressupe

movimento de cargas eltricas, o fato obser-

vado leva a supor que na gua esto presentes

partculas portadoras de cargas eltricas livres

(chamadas de ons), capazes de se movimentar,

interruptor

fios desencapados

interruptor

Figura 2.

S

amue

l Silv

a

28

transportando energia eltrica. Contudo, ao

se colocar o dispositivo de medir condutibili-

dade eltrica na gua de torneira, percebe-se

um brilho mais intenso do que o observado

anteriormente. Se o dispositivo for colocado

em gua do mar, as trs lmpadas acendero.

Podemos, assim, afirmar que a gua do mar

apresenta um grau de condutibilidade el-

trica maior que a gua potvel, que, por sua

vez, possui maior condutibilidade que a gua

destilada.


1. Considerando essas informaes, poss-vel relacionar o fato de certas espcies qu-

micas estarem dissolvidas na gua potvel

com o fato de seu grau de condutibilidade

eltrica ser maior que o da gua destilada?

Proponha argumentos que justifiquem sua

resposta.

Considerando que o grau de condutibilidade eltrica da

gua potvel maior que o da gua destilada, razovel su-

por que na gua potvel o nmero de partculas portadoras

de cargas eltricas livres maior que na gua destilada.

2. Esses argumentos poderiam ser utilizados para explicar a condutibilidade eltrica ob-

servada na gua do mar?

Na gua do mar h um nmero considervel de esp-

cies portadoras de cargas eltricas (ons), o que intensica

seu grau de condutibilidade eltrica, que se torna maior

que o da gua potvel e o da gua destilada.

3. Ao se adicionar sal de cozinha em gua des-tilada e medir a condutibilidade eltrica com

o dispositivo, o que voc espera observar?

Espera-se observar grande aumento na condutibilidade el-

trica por causa do aumento de cargas eltricas surgidas da

dissoluo do sal de cozinha na gua.

4. Apresente um resumo da situao analisa-da e destaque a propriedade que estudou,

qual sua importncia para a vida etc.

Ao solicitar um resumo, o que se pretende desenvolver nos

alunos as capacidades leitora e escritora, a busca de informa-

es e a autonomia. No caso do calor especco, espera-se

que eles reconheam, como j foi visto, que, por causa do

elevado calor especco que a gua apresenta, ela oferece

grande resistncia s variaes de temperatura. Grandes

quantidades de calor tero de ser absorvidas ou cedidas pelas

massas de gua para que elas sofram elevaes ou redues

da sua temperatura. tambm por causa do elevado calor

especco que o clima se mantm relativamente estvel em

cada latitude ou altitude, nas diferentes regies do planeta,

em cada poca do ano. J a importncia da gua para os

seres vivos deve-se sua ao solvente e ao fato de muitas

das substncias por eles absorvidas, em razo das reaes de

seu metabolismo, ocorrerem em meio aquoso. Alm disso,

o comportamento peculiar da gua em relao s variaes

da densidade em funo da temperatura tem efeito positivo

na sobrevivncia dos seres aquticos. De fato, a densidade da

gua aumenta com a elevao da temperatura, de 0 a 4 oC,

em que ela mxima, e depois decresce. Se a gua de um

rio, numa regio onde a temperatura ambiente for igual ou

inferior a 0 oC, se congelar, o gelo, por ser menos denso do

que a gua lquida, se formar na superfcie e no afundar.

A gua no fundo do rio ser lquida. Se no fosse assim, no

inverno, em regies de climas muito frios, a gua congela-

ria formando uma camada de gelo no leito do rio, lago ou

oceano e, provavelmente, s existiria gua no estado slido,

impedindo a vida de seres aquticos, animais e vegetais, pois

cariam presos ao gelo e no disporiam de oxignio para

sua respirao.

29



Nessa atividade, situaes foram propostas

para que os alunos utilizassem as proprieda-

des da gua e percebessem sua importncia no

sistema natural. Na situao 1, pode-se enfati-

zar o controle de variveis (massas iguais) para

responder questo 1. A situao 2 impor-

tante para que os alunos percebam o compor-

tamento singular da gua. Na situao 3, so

dadas informaes para que os alunos possam

relacionar a presena de partculas carregadas

livres em gua com a condutibilidade eltrica.

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

A atividade 3 enfocar, em outro contex-

to, os conceitos j estudados de solubilidade

e densidade. Para iniciar, faa para a classe a

demonstrao experimental descrita a seguir,

conforme previsto no Caderno do Aluno.

1. Sabendo que a densidade do ovo no mu-dou com a adio de sal, explique a flutua-

o do ovo.

Para o ovo utuar, a densidade da soluo deve ter au-

mentado. A adio de sal gua causa um aumento de sua

densidade.

2. Analise os dados a seguir:

Desafio!

Demonstrao experimental

O professor vai colocar gua em um

copo grande at de sua altura. Com cui-

dado, introduzir um ovo cru nessa gua.

Como era de se esperar, ele afunda porque

mais denso que a gua. O professor adi-

cionar sal de cozinha gua, agitando

cuidadosamente, at que o ovo flutue.

Solues de NaCl (% massa)

Densidade a 25 oC (g cm3)

0,53 1,000

3,0 1,010

5,4 1,035

14,3 1,101


Agora relacione o que ocorreu com o ovo

ao que ocorre com a densidade da soluo

de NaCl, medida que aumenta a quanti-

dade de cloreto de sdio.

Os dados de densidade de solues de NaCl em diferentes

concentraes mostram que a densidade da soluo au-

menta com o aumento da concentrao. O ovo utua por-

que, com a adio de sal, a densidade da soluo aumenta,

tornando-se maior que a densidade do ovo.

30

lago, a concentrao de sais dissolvidos nove

vezes maior que a das guas dos oceanos. Um li-

tro de gua do Mar Morto pesa 1170 g. Um litro

de gua de rios pesa 990 g.

1. Por que as pessoas boiam mais facilmente no Mar Morto?

A elevada concentrao de sais no Mar Morto torna a gua

muito densa, por isso, possvel boiar facilmente nesse mar.

2. Se voc determinasse a temperatura de ebulio de uma amostra da gua do Mar

Morto, ela seria maior, menor ou igual de

uma amostra de gua do mar do litoral do

Estado de So Paulo? Explique.

A temperatura de ebulio seria maior se comparada gua

do litoral do Estado de So Paulo, pois h grande quantidade

de sais dissolvidos, mais do que na gua do nosso litoral, e a

presena de sais eleva a temperatura de ebulio da gua.

3. Por que a alta salinidade do Mar Morto impede que nele existam peixes e vida ve-

getal? (Sugesto de leitura: GEPEQ. Inte-

raes e transformaes: Qumica para o

Ensino Mdio: livro de laboratrio. So

Paulo: Edusp, 1998, v. 1. p. 47-49.)

Os alunos podem apresentar vrias sugestes, como men-

cionar que pode haver pouco oxignio dissolvido, uma vez

que a quantidade de sal dissolvida muito grande e pode

impedir a dissoluo do gs; tambm podem citar questes

relacionadas osmose, perda de gua pelas clulas.


O objetivo da atividade mostrar, de modo

qualitativo, como a presena de solutos modifi-

ca as propriedades da gua.

3. Ser que a presena de sal tambm altera a temperatura de ebulio da gua pura?

Justifique sua resposta considerando os da-

dos da tabela a seguir.

Temperaturas de ebulio de diferentes solues aquosas de NaCl

Concentrao de NaCl (g L1)

Temperatura de ebulio da soluo (oC)

presso de 1 atm

30 100,5

58 101,1

115 102,3

170 103,3

Tabela 14.

O efeito sobre a temperatura de ebulio semelhante.

Quanto maior a concentrao de sal, mais elevada a tem-

peratura de ebulio da soluo.

Enfatize que a temperatura de ebulio a da mistura gua e

sal, e no da gua pura.

So apresentadas a seguir mais algumas

questes para que os alunos ampliem e apli-

quem os conhecimentos construdos de forma

a auxili-lo na avaliao da aprendizagem.

Eles podem elaborar respostas escritas, que

podero ser discutidas em classe.

A gua do Mar Morto a mais salga-

da do mundo. O Mar Morto um

lago situado na foz do Rio Jordo, na

fronteira entre Israel e Jordnia, na regio ociden-

tal da sia (300 m abaixo do nvel do mar). Nesse

31


A importncia de conhecer a concentrao

de uma soluo pode ser evidenciada por meio

de alguns dos parmetros que determinam a

qualidade da gua para consumo humano.

Portanto, entender o significado de concen-

trao, bem como reconhecer as diferentes

maneiras que a sociedade tem usado para ex-

press-la, passa a ser um contedo relevante

no Ensino Mdio. At o momento, foram uti-

lizados diferentes modos de expressar as quan-

tidades de solutos dissolvidos em certo volume

de gua, ou seja, de expressar a concentrao

de soluo, como % massa g L-1. Nesta Si-tuao de Aprendizagem, essas representaes

sero retomadas, colocando-as no contexto

das solues aquosas, com o intuito de com-

preend-las e saber como e quando utiliz-las.

Tambm abordaremos como preparar tecni-

camente uma soluo e como preparar uma

soluo diluda a partir de uma concentrada.

Contedo e temas: solues unidades de concentrao: % massa; g L-1; ppm.

Competncias e habilidades: compreender o conceito de concentrao; compreender as unidades que expressam a composio das solues e utiliz-las adequadamente; realizar clculos envolvendo as dife-rentes unidades de concentrao e aplic-los no reconhecimento de problemas relacionados qualidade da gua para consumo.

Sugesto de estratgias de ensino: anlise de dados e informaes; demonstrao experimental; exerc-cios utilizando as diversas unidades de concentrao; discusso geral.

Sugesto de recursos: materiais no convencionais para a realizao de experimentos; descrio de ex-perimentos; fontes de pesquisa.

Sugesto de avaliao: trabalhos executados no decorrer das Situaes de Aprendizagem; trabalho in-dividual.

SITUAO DE APRENDIZAGEM 3 CONCENTRAO DE SOLUES

Atividade 1 Entendendo o significado da concentrao de uma soluo

Para problematizar a questo da concen-

trao, retome alguns dados apresentados

sobre as concentraes mximas de elemen-

tos qumicos na gua potvel. Para isso,

voc pode utilizar o exerccio a seguir, auxi-

liando os alunos a interpretar a tabela nele

apresentada.

1. As concentraes mximas permitidas por lei de certos elementos qumicos na

gua potvel esto apresentadas na tabela

a seguir.

32

Interprete os dados da tabela, comparando

as quantidades dissolvidas em 1 litro de gua

potvel e em 2 litros, e complete os dados da

ltima coluna. A razo massa do soluto/vo-

lume da soluo (gua potvel) a mesma?

Comparando os dados, observa-se que h uma relao de pro-

porcionalidade entre as massas dissolvidas em 1 L, em 2 L e em

4 L de soluo. No caso do arsnio, nas trs situaes, a relao

massa de soluto/volume de soluo constante: 0,01 mg L1.

Assim, 0,02 mg/2 L = 0,04 mg/4 L = 0,01 mg/1 L. Esta mesma

anlise pode ser feita considerando-se os outros elementos.

Tabela 15.

Elementos que afetam a sade

Concentrao mxima permitida

(mg L-1)

Quantidade mxima contida em 1 L (em mg)



Arsnio (As) 0,01 0,01 0,02 0,04

Brio (Ba) 0,7 0,7 1,4 2,8

Chumbo (Pb) 0,01 0,01 0,02 0,04

Mercrio (Hg) 0,001 0,001 0,002 0,004

Com esse exerccio voc pode introduzir

o conceito de concentrao, apresentando os

significados de soluto, solvente e soluo.

Nesse momento, mostre aos alunos como

se prepara tecnicamente uma soluo. In-

forme-os de que dois aspectos precisam ser

considerados: a concentrao (quantidades relativas de seus componentes) e a quantidade de soluo desejada (quanto de soluo deve ser preparada).

33


Esquema do preparo de 100 mL de uma soluo

Ateno: este esquema no se aplica ao pre-

paro de solues de cidos a partir da soluo

concentrada. Nesses casos, adiciona-se lenta-

mente o cido gua.

Procedimentos

f Pesar, em um bquer, a quantidade do material que se quer dissolver.

f Acrescentar ao bquer pequena quanti-dade de gua e agitar cuidadosamente.

f Observar se todo o slido foi dissolvido; caso contrrio, adicionar mais um pouco

de gua.

f Transferir a soluo obtida para um balo volumtrico de 100 mL e comple-

tar o volume com gua at a marca dos

100 mL.

C

laud

io R

ipin

skas

Figura 3. Balo volumtrico de 100 mL.

H bales volumtricos com outras ca-

pacidades, permitindo preparar quantidades

maiores e menores que 100 mL. Podem ser

dados alguns exemplos:

Quantidade pesada e dissolvida em 100 mL

Quantidade para 1 L Concentrao

2,0 g 20 gTem-se: 100 mL de uma soluo de

concentrao igual a 20 g L1

Tabela 16.

34

Para oferecer mais subsdios construo

do conceito, voc pode trabalhar com rtu-

los de gua mineral. Solicite aos alunos que

providenciem rtulos ou use os dados forne-

cidos no rtulo do exerccio 2 (apresentado a

seguir), que fornece informaes sobre a com-

posio e as caractersticas de uma gua mine-

ral. Assim como as guas naturais, ela contm

muitos solutos dissolvidos e tambm uma

soluo aquosa.

Solicite aos alunos que interpretem essas

informaes permitindo que eles percebam

que a composio da gua mineral expres-

sa pela relao entre a massa de cada um dos

componentes e o volume da soluo aquosa

(gua mineral), especificamente, a massa em

miligramas do componente presente no volu-

me de 1 L de gua mineral.

Concentrao em g L1

Enfatize que a relao quantidade de solu-

to/quantidade de soluo chamada de con-

centrao da soluo.

Voc pode se reportar composio da gua

mineral e lanar a pergunta: Qual a concen-

trao do hidrogenocarbonato de sdio nessa

gua? Como expressar essa informao em

g L1?".

Sugerimos o seguinte encaminhamento:

f Interpretar a informao 37,40 mg L1, dizendo que em 1 L da gua mineral esto

contidos 37,40 mg de hidrogenocarbonato

de sdio.

f Lembrar que 1 g = 1000 mg.

f Se 1 g _____ 1000 mg

? _____ 37,40 mg

f Concluir que em 1 L de gua mineral esto presentes 0,03740 g de hidrogenocarbona-

to de sdio (representao II).

E, ento, representar assim:

I II

Esse encaminhamento pode ser acompa-

nhado pelos alunos para a resoluo do exer-

ccio a seguir:

2. Analise as informaes contidas em um r-tulo de gua mineral.

FONTE SO SEBASTIO COMPOSI-O QUMICA PROVVEL (mg L1)

Sulfato de estrncio: 2,25. Sulfato de clcio: 15,84. Hidrogenocarbonato de clcio: 102,72. Hidrogenocarbonato de magnsio: 36,52. Hi-drogenocarbonato de potssio: 6,40. Hidro-genocarbonato de sdio: 37,40. Cloreto de sdio: 11,62. Fluoreto de sdio: 0,52. Fluore-to de ltio: 0,08. xido de zinco: 0,01.

CARACTERSTICAS FSICO-QUMICAS

pH a 25 oC: 7,2 Temperatura da gua na fon-te: 23 oC Condutividade eltrica a 25 oC em mhos cm1: 2,5 10-4 Resduo de evaporao a 180 oC: 171,82 mg L1.

REGISTRO NO M. S. PORT. No 00000/000/00 CNPJ 000000000/0000-00

INDSTRIA BRASILEIRA

Hidrogenocarbonato de

sdio

37,40 mg L1

Hidrogenocarbonato de

sdio

0,03740 g L1

35


a) Como est expressa a composio dessa gua mineral? Seria mais conveniente ex-

pressar a concentrao em g L1? Justifique.

A composio est expressa em mg L1. Ela tambm pode-

ria ser expressa em g L1, mas seria menos conveniente, pois

as quantidades presentes so pequenas. Por exemplo, mais

conveniente expressar a concentrao de sulfato de estrncio

como 2,25 mg L1 do que 0,00225 g L1 ou 2,25 103 g L1.

Pode ser organizada uma tabela com os dados sobre a com-

posio da gua mineral.

Tabela 17.

Soluto mg L1 Soluto mg L1

Sulfato de estrncio 2,25

Hidrogenocarbo-nato de potssio 6,40

Sulfato de clcio 15,84 Hidrogenocarbo-nato de sdio 37,40

Hidrogenocarbo-nato de clcio 102,72 Cloreto de sdio 11,62

Hidrogenocarbo-nato de magnsio 36,52 Fluoreto de sdio 0,52

xido de zinco 0,01 Fluoreto de ltio 0,08

Observao: enfatizar o uso de algarismos signicativos.

b) Qual a concentrao de hidrogenocar-bonato de sdio nessa gua?

37,40 mg L1.

c) Se forem colocados 100 mL dessa gua em um copo e 200 mL em outro, qual

ser a concentrao de hidrogenocarbo-

nato de sdio em cada um dos copos?

Justifique sua resposta.

Alguns alunos respondero que ser a mesma, outros podem

achar que um copo contm 100 mL e o segundo, 200 mL, e

ento as concentraes so diferentes.

A concentrao (relao massa de soluto/volume de soluo)

ser a mesma nos dois copos: 37,40 mg L1; ela no se altera

com o volume, mas com a quantidade do soluto presente em

diferentes volumes de gua. Nos dois casos, a relao massa

de soluto em miligrama por litro de gua (mg L1) a mesma.

d) Que massa de hidrogenocarbonato de s-dio uma pessoa ingere ao beber 100 mL

dessa gua? E ao beber 200 mL?

3,740 mg e 7,480 mg, respectivamente.

e) Que volume de gua uma pessoa deve beber para ingerir 18,7 mg de hidroge-

nocarbonato de sdio?

37,40 mg 1 L

18,70 mg X

X = 0,5 L

f) Considerando todos os hidrogenocar-bonatos presentes nessa gua mine-

ral (hidrogenocarbonato de clcio, de

magnsio, de potssio e de sdio), que

massa total de sais hidrogenocarbona-

to uma pessoa ingere ao beber 100 mL

dessa gua? E ao beber 200 mL?

Em 100 mL dessa gua, tm-se 10,27 mg de hidrogenocarbonato

de clcio (102,7 mg L1); 3,65 mg de hidrogenocarbonato

de magnsio (36,5 mg L1); 0,64 mg de hidrogenocarbonato de

potssio (6,40 mg L1); e 3,74 mg de hidrogenocarbonato de

sdio (37,4 mg L1), o que d um total de 18,3 mg de hidrogeno-

carbonatos. Em 200 mL, a massa ser o dobro, ou seja, 36,6 mg.

Os outros dados de concentrao de outros

sais podem ser trabalhados da mesma forma.

Como uma ampliao dos conhecimentos elabo-

rados, possvel propor uma tarefa extraclasse.

Os exerccios da seo Voc aprendeu? po-

dem ser feitos pelos alunos em grupo e as res-

postas, entregues ao professor.

36

1. Muitos medicamentos com os quais lidamos em nosso dia a dia

informam em seus rtulos ou bu-

las a concentrao do componente ativo.

Por exemplo, um medicamento antiespas-

mdico (X) contm 75 mg do componente

ativo (dimeticona) por mL. Outro medica-

mento, antitrmico (Y), contm 200 mg do

componente ativo (paracetamol) por mL.

Antiespasmdico X Concentrao:

Antitrmico Y Concentrao:

75 g L1

200 g L1

a) Indique nos respectivos rtulos as con-centraes dos componentes ativos des-

ses medicamentos em g L1.

75 mg mL1 = 75 103 g/1 103 L = 75 g L1

200 mg mL1 = 200 103 g/1 103 L = 200 g L1

b) A importncia de conhecer a composio de um medicamento est na dose que o

mdico deve recomendar. Para o medica-

mento antiespasmdico, a dose recomen-

dada para adultos de 16 gotas, trs vezes

ao dia. Como possvel saber a massa de

dimeticona que se pode ingerir por dia?

(Considere o volume de 1 gota = 0,05 mL.)

16 gotas 0,05 mL/gota = 0,8 mL

[0,8 mL 3 vezes/dia = 2,4 mL/dia]

75 mg mL1 2,4 mL = 180 mg

2,4 mL = 180 mg de dimeticona/dia ou 0,18 g de dimeticona/dia

2. Voc precisa preparar 250 mL de uma so-luo de NaOH de concentrao igual a

20 g L1. Que massa de NaOH voc deve usar?

Usando a relao de proporcionalidade: 250 mL 4 vezes

menor que 1 000 mL. A massa dissolvida dever ser 4 vezes

menor que 20 g, ou seja, 5,0 g.

Resolvendo por regra de trs:

20 g de NaOH 1 000 mL

mNaOH 250 mL

mNaOH = 5 g

Deve-se dissolver 5 g de NaOH em gua suciente para com-

pletar o volume de 250 mL.

1. Um frasco contm uma solu-o de sulfato de cobre pentai-

dratado 50 g L1. Que volume

dessa soluo deve ser medido para se ter

12,5 g de sulfato de cobre?

12,5 g a quarta parte de 50 g. O volume a ser medido deve

ser a quarta parte de 1 000 mL, ou seja, 250 mL ou:

2. Determinou-se a massa de 4,0 g de hidr-xido de sdio. Que volume de soluo deve

ser preparado para que sua concentrao

seja 20 g L1?

20 g

1 000 L V

4,0 g= V = 200 mL

Deve-se dissolver 4,0 g de NaOH em gua suciente para

200 mL de soluo.

Atividade 2 Expressando a concentrao em porcentagem em massa e porcentagem em volume

comum encontrarmos na vida diria a

concentrao expressa em porcentagem. Por

isso, importante que os alunos conheam e

saibam utilizar essa unidade em seu dia a dia.

O exerccio a seguir aborda esse assunto e, ao

50g

1L V

12,5g=

V = 0,25 L ou 250 mL

37


resolv-lo, importante que os alunos inter-

pretem e saibam expressar detalhadamente

os valores apresentados na tabela, para que

percebam que se trata de uma relao entre as

quantidades do soluto e da soluo.

1. Considere as informaes a seguir.

cido actico no vinagre 4 a 6% (m/V)

NaCl no soro fisiolgico0,9% em massa

(m/m)

Cloro na gua sanitria 2 a 2,5% (m/m)

Essa unidade pode expressar a massa de so-

luto em 100 g da soluo (porcentagem em

massa) ou a massa de soluto em 100 mL da

soluo (porcentagem em massa/volume) e

ainda pode expressar o volume de soluto em

100 mL da soluo (porcentagem em volume).

a) A concentrao de NaCl no soro fisio-lgico est expressa em porcentagem

em massa. Qual a massa de NaCl pre-

sente em 100 g de soro? Qual a massa

de gua nessa quantidade de soro?

0,9 g de NaCl e 99,1 g de gua.

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

Em 100 g tem-se 0,9 g do sal. Para preparar 500 g, ser neces-

sria uma quantidade 5 vezes maior, ou seja, 5 0,9 = 4,5 g de

NaCl. Ou, em forma de proporo:

x = 4,5 g de NaCl

Tabela 18.

0,9 g

100 g de soro 500 g de soro

X=

importante observar que para obter 500 g de soro, a massa

de gua ser 495,5 g.

Aqui, voc pode trabalhar tambm por

um outro caminho, que fazer o clculo por

meio da densidade da soluo, se achar ade-

quado para seus alunos. O valor da densidade

do soro fisiolgico, a 25 oC, 1,009 g cm3.

Assim, pode-se calcular o volume de 500 g de

soro (495 mL) e a massa de sal necessria para

seu preparo (4,5 g):

Volume de 500 g de soluo:

1 mL _____ 1,009 g

V _____ 500 g V 495,5 mL

Volume de 100 g de soro = 99,1 mL

0,9 g de NaCl _____ 99,1 mL de soro

mNaCl _____ 495,5 mL mNaCl 4,5 g

Atividade 3 Expressando a concen-trao em partes por milho ppm

A unidade ppm indica quantas partes de um

componente esto presentes em 1 milho de par-

tes da mistura. Essas partes podem ser massa,

volume etc. Por exemplo, uma soluo de con-

centrao igual a 10 ppm significa que 10 g do

soluto esto dissolvidos em 106 g da soluo.

Deve-se informar aos alunos que essa unidade

til quando os componentes da soluo esto

presentes em quantidades muito pequenas.

Os exerccios a seguir abordam a concen-

trao em ppm.

1. A legislao brasileira estabelece que a gua, para ser potvel, deve conter no

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mximo 0,0002 mg L1 de mercrio. Ex-

presse essa concentrao em ppm.

0,0002 mg L1 signica que em 1 L de gua potvel esto

contidos 0,0002 mg de Hg ou 2 10-4 mg de Hg.

Para transformar mg L1 em ppm preciso calcular a massa

de 1 L de gua potvel, o que se pode fazer supondo que a

densidade da gua d = 1 g mL1.

1 L = 1 000 mL massa de 1 L de gua = 1 000 g ou 106 mg

1 mg L1 = 1 mg/106 mg = 1 pp

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Química 2S EM Volume 1 (2014)