Química 2S EM Volume 1 (2014)
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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
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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
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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.
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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:
-
7Qumica 2a srie Volume 1
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.
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9Qumica 2a srie Volume 1
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.
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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.
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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.
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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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Qumica 2a srie Volume 1
Tabela 10. 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.
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
Qumica 2a srie Volume 1
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
Tabela 11. 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.
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
Tabela 12. 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.
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27
Qumica 2a srie Volume 1
Exerccios para a sala de aula
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.
Exerccios para a sala de aula
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.
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29
Qumica 2a srie Volume 1
Grade de avaliao da atividade 2
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
Tabela 13. 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.
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.
Grade de avaliao da atividade 3
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
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31
Qumica 2a srie Volume 1
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)
Quantidade mxima contida em 2 L (em mg)
Quantidade mxima contida em 4 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
Qumica 2a srie Volume 1
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
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35
Qumica 2a srie Volume 1
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
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37
Qumica 2a srie Volume 1
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