QUIMICA CISCATO_2

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Componente curricular: QUÍMICA
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Carlos Alberto Mattoso Ciscato
Luis Fernando Pereira
Emiliano Chemello
Patrícia Barrientos Proti
CISCATO, PEREIRA, CHEMELLO e PROTI
QUÍMICA
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MANUAL DO 
PROFESSOR
Componente curricular: QUÍMICA
1a edição
São Paulo, 2016
2
Ensino Médio
Carlos Alberto Mattoso Ciscato
Bacharel em Filosofia pela Universidade de São Paulo (USP). 
Professor em escolas particulares e cursos pré-vestibulares em São Paulo.
Luis Fernando Pereira
Bacharel e licenciado em Química pela Universidade de São Paulo (USP). 
Professor em escolas particulares e cursos pré-vestibulares.
Emiliano Chemello
Licenciado em Química e Mestre em Engenharia e Ciência 
dos Materiais pela Universidade de Caxias do Sul (UCS), RS. 
Professor em escolas particulares e cursos pré-vestibulares.
Patrícia Barrientos Proti
Bacharel e licenciada em Química pela Universidade de São Paulo (USP). 
Doutora em Ciências (área de concentração: Bioquímica) pela 
Universidade de São Paulo (USP). Professora universitária e do Ensino 
Médio em escolas particulares e cursos pré-vestibulares.
CISCATO, PEREIRA, CHEMELLO e PROTI
QUÍMICA
MANUAL DO PROFESSOR
Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann
Edição de texto: Patrícia Araújo dos Santos (coord.), Tathyana Cristina Tumolo Ribeiro
(coord.), Flávia Esteves dos Reis, Luciana Keler Machado Corrêa, Edna Emiko Nomura 
Assessoria didático-pedagógica: Maria Fernanda Penteado Lamas
Assistência editorial: Josilãna Alves Nogueira
Leitor técnico: Déborah de Alencar Simoni, Flavio Antonio Maximiano, Simone
Martorano, Tonimar Domiciano Arrighi Senra, Luciane Hiromi Akahoshi 
Preparação de texto: Márcia Leme, Lídia Toshie Tamazato
Gerência de design e produção gráfica:n Sandra Botelho de Carvalho Homma
Coordenação de produção: Everson de Paula
Suporte administrativo editorial: Maria de Lourdes Rodrigues (coord.)
Coordenação de design e projetos visuais:n Marta Cerqueira Leite
Projeto gráfico: Mariza de Souza Porto, Otávio dos Santos
Capa: Douglas Rodrigues José
Foto: Gruta submarina (Saint John) no Mar Vermelho, Egito.
Na foto podemos observar o efeito Tyndall.
© Dray van Beeck/Minden Pictures/Latinstock
Coordenação de arte: Wilson Gazzoni Agostinho
Edição de arte: Jordana de Lima Chaves, Cristiane Cabral
Editoração eletrônica: Grapho Editoração
Edição de infografia: Luiz Iria, Priscilla Boffo, Otávio Cohen
Ilustrações de vinhetas: Otávio dos Santos
Coordenação de revisão: Adriana Bairrada
Revisão: Afonso N. Lopes, Alessandra Abramo Felix, Denise Ceron, Thiago Dias 
Coordenação de pesquisa iconográfica: Luciano Baneza Gabarron
Pesquisa iconográfica: Fernanda Siwiec, Flávia Aline de Morais
Coordenação de bureau: Américo Jesus
Tratamento de imagens: Denise Feitoza Maciel, Marina M. Buzzinaro, Rubens M.
Rodrigues
Pré-impressão: Alexandre Petreca, Everton L. de Oliveira, Fabio N. Precendo, Hélio P.
de Souza Filho, Marcio H. Kamoto, Vitória Sousa
Coordenação de produção industrial: Viviane Pavani
Impressão e acabamento:
1 3 5 7 9 10 8 6 4 2
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Todos os direitos reservados
EDITORA MODERNA LTDA.
Rua Padre Adelino, 758 - Belenzinho
São Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904
Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510
Fax (0_ _11) 2790-1501
www.moderna.com.br
2016
Impresso no Brasil
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Química – Ciscato, Pereira, Chemello e Proti —
1. ed. — São Paulo : Moderna, 2016.
Autores: Carlos Alberto Mattoso Ciscato, 
Luis Fernando Pereira, Emiliano Chemello, Patrícia
Barrientos Proti
Obra em 3 v. 
“Componente curricular: Química”
Bibliografia.
1. Química (Ensino médio) I. Ciscato, Carlos 
Alberto Mattoso. II. Pereira, Luis Fernando. III. Chemello,
Emiliano. IV. Proti, Patrícia Barrientos.
16-01674 CDD-540.7
Índice para catálogo sistemático:
1. Química : Ensino médio 540.7
........................................................................................................................
Apresentação
Rolando uma química...
Quando duas pessoas se gostam, costumamos dizer que está “rolando uma química” entre elas, 
não é?
Saiba que, para essa expressão, existem explicações científicas. Pesquisas comprovam que certas 
substâncias químicas, presentes em nosso organismo, variam à medida que sentimos amor, ódio, 
alegria, tristeza, agressividade, tranquilidade, tolerância, intolerância, entre outros sentimentos.
Quando dizemos que “rola uma química” entre duas pessoas, significa que a relação entre elas 
envolve os melhores sentimentos.
Esta coleção pretende fazer “rolar uma química” entre você e essa ciência, despertando seu inte-
resse, sua curiosidade e outros sentimentos positivos em relação ao estudo da Química.
Nossa intenção foi produzir uma obra que servisse de guia para conduzi-lo, com segurança e mo-
tivação, no universo da constituição da matéria e suas transformações. Para facilitar a compreensão,
os conteúdos são abordados, sempre que possível, em situações reais e atuais, destacando a aplicação 
desses conceitos no dia a dia.
Você deve estar ansioso e, talvez, até um pouco preocupado com as novidades e os desafios que 
estão por vir. Fique tranquilo: com o apoio do professor e desta coleção, que foi desenvolvida pensando 
em você, sua jornada será, sem dúvida, bem-sucedida.
Desejamos a você uma ótima experiência com o estudo da Química!
Os autores
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Conheça o seu livro
Texto de 
apresentação do 
capítulo
Apresenta o que será 
discutido ao longo dos 
temas do capítulo.
Questões
relativas ao texto 
de abertura
Atividades de 
interpretação 
de texto que 
exploram também
a leitura e a 
compreensão de 
outras linguagens 
apresentadas no 
texto de abertura.
Texto de abertura
do capítulo
Traz um contexto 
transdisciplinar 
que servirá de 
desencadeador de 
ideias a serem 
trabalhadas ao longo 
do capítulo.
Reflita sobre os tópicos 
abordados neste capítulo
Questões para desencadear 
discussões e que procuram 
levar o aluno a estabelecer 
relações entre o que ele sabe 
e o que será estudado. Tem a 
função de levantamento de
conhecimentos prévios.
Texto de 
apresentação 
do tema
Apresenta o que 
será discutido ao 
longo do tema.
Textos de 
fontes variadas
com enfoque 
multidisciplinar 
e que auxiliam o 
aluno a retomar 
os conceitos 
químicos 
estudados no 
tema, por meio
das atividades.
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Atividade prática
Propostas de atividades 
simples e investigativas 
que podem ser 
trabalhadas em sala 
de aula ou em casa. 
Apresentam normas de 
segurança e orientações 
específicas sobre
descarte. Possuem dois 
tipos de questionamento: 
os que encaminham 
a interpretação dos 
resultados e os que 
auxiliam na conclusão 
da atividade. 
Atividade em grupo
Envolve diferentes áreas 
do conhecimento, a 
realização de pesquisas
e a organização e 
análise de informações.Incentiva o trabalho 
colaborativo e a 
apresentação dos 
resultados por meio da 
elaboração de gráficos, 
tabelas, diagramas e 
textos jornalísticos, 
visando o envolvimento 
da comunidade escolar.
Questões para 
fechamento do tema
Atividades de fixação 
e compreensão dos 
conceitos para que seja 
possível a avaliação do
conhecimento adquirido 
ao longo do estudo 
do tema.
Exercícios finais
Seleção de atividades 
para ampliar a 
compreensão dos 
conteúdos desenvolvidos 
no capítulo, incluindo
as provenientes dos 
principais vestibulares 
do país e do Enem, a fim 
de que o aluno adquira
familiaridade com esses 
processos de seleção.
Glossário
Termos da língua 
portuguesa e/ou 
termos químicos 
que precisam 
ser esclarecidos. 
Encontram-se 
destacados no texto.
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Sumário
CAPÍTULO
Água potável: propriedades 
físicas e químicas e processos 
de obtenção, 12
1
A água no planeta Terra ................................................... 12
Disponibilidade de água doce e potável ......................... 13
Poluição da água e as doenças 
que podem ser causadas por ela ..................................... 14
O uso da água no Brasil .................................................... 15
Questões relativas ao texto de abertura ................................ 15
Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo .................. 15
Como obter água potável 
a partir de água doce, 16
1
TEMA
Potabilidade da água ....................................................... 16
Com alta concentração de flúor, fontes 
são lacradas em Águas da Prata, SP ................................ 18
Alguns contaminantes das águas ................................... 18
Origem dos contaminantes ............................................. 20
O tratamento da água ...................................................... 22
Questões para fechamento do tema ..................................... 24
As principais formas de expressar 
as concentrações dos solutos nas 
soluções, 25
2
TEMA
A concentração de gás oxigênio na água ........................ 25
Atividade prática: Avaliando o teor de gás 
oxigênio dissolvido em amostras de água ......................... 25
Expressando concentrações em ppm, 
ppb, porcentagem e título ............................................... 28
Expressando concentrações em gramas
por litro e em quantidade de matéria ............................. 29
Preparando uma solução a partir 
de solutos sólidos ............................................................ 30
Fluoretação da água de abastecimento 
e a concentração de íons ................................................. 31
Soluções concentradas e soluções diluídas ................... 32
Como calcular a concentração após a diluição.................. 34
Preparando uma solução diluída a partir
de uma solução concentrada .......................................... 34
Questões para fechamento do tema ..................................... 35
Controle de acidez das águas, 373
TEMA
A importância do parâmetro pH
no contexto ambiental .................................................... 37
Determinando a concentração de ácido ou de
base em uma amostra por meio da titulação ................. 38
Titulação envolvendo outros tipos de reação................. 40
Questões para fechamento do tema ..................................... 42
Obtendo água doce a partir 
de outras fontes, 44
4
TEMA
A dessalinização da água: um método 
caseiro que se baseia nos fenômenos 
de evaporação e condensação ......................................... 44
Propriedades físicas das soluções .................................. 45
A volatilidade e a pressão de vapor
de uma substância .......................................................... 45
A influência da altitude na temperatura
de ebulição .................................................................... 48
A influência do soluto nas propriedades 
físicas das soluções ........................................................ 49
Obtendo água doce a partir da água do mar .................. 50
A osmose ....................................................................... 51
A osmose reversa e a água potável ................................. 53
Nasa detecta correntes de água salgada 
nas encostas de Marte/Sais hidratados ............................ 54
Questões para fechamento do tema ..................................... 56
Exercícios finais ............................................................ 58
Atividade em grupo: 
Água potável: uso consciente.................................... 63
CAPÍTULO
Aspectos qualitativos e 
quantitativos dos combustíveis, 64
2
Gases combustíveis: gás natural, 
gás liquefeito de petróleo e biogás ................................. 64
Matriz energética brasileira e
as energias renováveis e não renováveis........................... 65
Origens, composição e aspectos ambientais 
do GN, do GLP e do biogás ............................................... 65
Questões relativas ao texto de abertura ............................... 67
Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo ................. 67
Avaliando o poder calorífico de diferentes 
combustíveis, 68
1
TEMA
Calor e temperatura......................................................... 68
Calorimetria ..................................................................... 70
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Proporção entre a energia liberada 
e a massa de combustível queimada ............................ 71
Comparando poderes caloríficos 
de combustíveis ............................................................. 72
Aspectos energéticos dos alimentos 
e das atividades físicas .................................................. 74
Atividade prática: A energia liberada 
pelos alimentos ............................................................ 74
Valor energético de algumas atividades físicas .............. 76
Questões para fechamento do tema ................................... 77
Variação de entalpia (DH) de uma 
transformação, 78
2
TEMA
As origens dos combustíveis etanol, gasolina 
e gás natural veicular e o conceito de entalpia ............ 78
A variação de entalpia e suas representações .............. 80
Variação de entalpia envolvendo mudanças V
de estados de agregação................................................ 81
Fatores que alteram a variação de entalpia ................. 82
Estado de agregação .................................................... 82
Forma alotrópica ......................................................... 83
Estrutura e aplicações do grafeno ................................. 85
Quantidade de matéria ................................................. 87
O estado padrão ........................................................... 88
Entalpia padrão de dissolução (DH°diss.) .......................... 88
Entalpia padrão de formação (DH°F) .............................. 89
Entalpia padrão de combustão (DH°C) ............................ 90
Questões para fechamento do tema ................................... 95
Calculando a variação de entalpia (DH) 
de uma reação a partir das entalpias de 
formação e pela lei de Hess, 97
3
TEMA
Cálculo da variação de entalpia 
a partir das entalpias de formação ............................... 97
Cálculo da variação de entalpia 
de uma reação pela lei de Hess ..................................... 100
Questões para fechamento do tema ................................... 102
Cálculo da variação de entalpia (DH) a 
partir das energias de ligação, 104
4
TEMA
Questões para fechamento do tema ...................................106
Exercícios finais .......................................................... 108
Atividade em grupo: 
Construindo um biodigestor .................................... 113
CAPÍTULO
As transformações químicas 
e a energia elétrica, 114
3
A invenção da pilha e a produção 
de alumínio por eletrólise ............................................ 114
Luigi Galvani, Alessandro Volta e a primeira pilha .......... 114
As pilhas e baterias atuais: usos, 
descartes e problemas associados ................................. 115
Produção de alumínio por eletrólise: 
consumo de energia elétrica e impacto ambiental .......... 116
Questões relativas ao texto de abertura ............................. 117
Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo ............... 117
Ocorrência de fenômenos espontâneos 
de oxidação e redução, 118
1
TEMA
Investigando reações de oxirredução: cobre
metálico em uma solução de nitrato de prata ............. 118
Investigando a reação de formação da 
ferrugem e o conceito de número 
de oxidação (nox) ........................................................... 120
Determinando o nox em diferentes tipos 
de espécies químicas ..................................................... 124
Autopreservação química ............................................. 125
Questões para fechamento do tema ................................... 126
Potenciais padrão de redução, 128 2
TEMA
Investigando o potencial de redução 
de espécies químicas ..................................................... 128
Prevendo a ocorrência ou não de 
uma reação de oxirredução ........................................... 132
Reações de oxirredução e a maresia ............................. 133
Questões para fechamento do tema ................................... 134
Funcionamento das pilhas 
e baterias e maneiras de evitar 
ou retardar a corrosão, 136
3
TEMA
Entendendo o funcionamento das pilhas ..................... 136
Atividade prática: Construção e associação 
de pilhas em série e em paralelo ................................... 139
Pilhas e baterias atuais ................................................. 141
Como retardar ou evitar a corrosão.............................. 144
Projeto da Engenharia Ambiental recolhe 
pilhas e baterias para reciclagem .................................. 146
Questões para fechamento do tema ................................... 148
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Sumário
Eletrólise, 1504
TEMA
Conceito de eletrólise .................................................... 150
Eletrólise ígnea e a obtenção do alumínio.................... 150
Eletrólise aquosa e a produção 
de hipoclorito de sódio .................................................. 154
Aplicações da eletrólise: galvanoplastia e 
eletrorrefinação ............................................................. 157
Lei de Faraday e a quantificação da eletrólise ............. 159
Questões para fechamento do tema ................................... 161
Exercícios finais .......................................................... 162
Atividade em grupo: Conscientizando 
a comunidade escolar sobre o correto 
descarte de pilhas e baterias ................................... 169
CAPÍTULO
Estudo cinético da formação 
e depleção do ozônio, 170
4
Ozônio............................................................................. 170
Camada de ozônio ........................................................ 170
Depleção da camada de ozônio ...................................... 171
Questões relativas ao texto de abertura ............................. 172
Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo ............... 173
Quantificando a rapidez de 
uma reação química, 174
1
TEMA
Formação do ozônio troposférico 
e o conceito de taxa média ............................................ 174
A rapidez instantânea .................................................... 177
Taxa média de uma reação ............................................ 178
Rapidez das reações e o cálculo estequiométrico ............ 179
Questões para fechamento do tema ................................... 180
Modelos explicativos e os fatores que
alteram a rapidez de uma reação, 182
2
TEMA
A teoria das colisões e do complexo ativado ................ 182
Representação gráfica das 
transformações químicas .............................................. 185
Atividade prática: Outros fatores que 
influenciam a rapidez de uma reação química ................ 186
Questões para fechamento do tema ................................... 188
Catalisadores, 1903
TEMA
Catalisadores e a rapidez de uma reação ..................... 190
Catálise homogênea: a depleção
da camada de ozônio ..................................................... 191
Catálise heterogênea: os 
catalisadores automotivos ............................................ 194
Enzimas: catalisadores biológicos ................................ 196
A fixação do nitrogênio e a nitrogenase ......................... 197
Questões para fechamento do tema ................................... 199
Lei cinética de reação, 2004
TEMA
Breve histórico e a expressão matemática 
da lei cinética de reação ................................................. 200
Aplicação da constante de rapidez 
de uma reação ................................................................ 202
Reações elementares e não elementares ..................... 202
Resolvido um mistério de 70 anos .................................. 204
Questões para fechamento do tema ................................... 205
Exercícios finais .......................................................... 207
Atividade em grupo: Protetores solares ............... 213
CAPÍTULO
Equilíbrio químico e sua 
importância para a saúde, 214
5
A formação da cárie ....................................................... 214
A constituição química dos dentes e o pH bucal .............. 214
Os dentifrícios e a fluoretação da água ....................... 216
Questões relativas ao texto de abertura ............................. 217
Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo ............... 217
Reações reversíveis 
e o equilíbrio químico, 218
1
TEMA
Conceito de reações reversíveis 
e equilíbrio químico ....................................................... 218
Desmineralização e remineralização 
do esmalte dos dentes: um equilíbrio 
heterogêneo ................................................................... 220
Dor de dente na aldeia? ................................................. 222
Questões para fechamento do tema ................................... 223
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Reações reversíveis e seus 
aspectos quantitativos, 224
2
TEMA
A constante de equilíbrio ............................................... 224
Atividade prática: Alterando as condições 
de equilíbrio químico .................................................... 227
O deslocamento de equilíbrio e 
a degradação do esmalte dentário................................ 229
O princípio de Le Chatelier............................................. 230
O processo de Haber ..................................................... 232
Questões para fechamento do tema ................................... 233
O pH de uma solução 
e a hidrólise salina, 236
3
TEMA
A constante de ionização da água: pH e pOH ............... 236
A constante de ionização e a erosão dos dentes ........... 239
Teorias ácido-base e o sistema-tampão ....................... 241
Um sistema-tampão no ambiente bucal ........................ 243
Caráter ácido ou básico de soluções de sais ................. 243
A hidrólise salina .........................................................244
Questões para fechamento do tema ................................... 245
O produto de solubilidade, 246 4
TEMA
Equilíbrios heterogêneos 
e o produto de solubilidade ........................................... 246
A hidroxiapatita e o flúor na saúde bucal ..................... 248
A ação do flúor ............................................................. 248
O fluoreto no ambiente bucal ........................................ 250
O produto de solubilidade pode 
ajudar a prever uma precipitação ................................. 251
Questões para fechamento do tema ................................... 252
Exercícios finais .......................................................... 253
Atividade em grupo: 
De olho na saúde bucal ............................................ 259
Tabela periódica .......................................................... 260
Fique por dentro .......................................................... 261
Siglas de vestibular .................................................... 263
Referências bibliográficas ....................................... 263
Respostas das atividades ......................................... 264
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Segurança no laboratório
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atentamente o procedimento da atividade e ter solucionado todas as eventuais dúvidas. 
FISPQ/primeiros 
socorros
As FISPQs (fichas de 
informação de segurança
de produtos químicos) de 
todos os produtos devem 
ser mantidas no laboratório 
em local de fácil acesso.
Os alunos devem consultá-
-las antes das atividades. 
Qualquer acidente deve ser 
comunicado ao professor.
Números de telefones de 
emergência, como os de 
ambulância, bombeiros e
hospitais mais próximos,
devem ficar em local
visível. 
2Armário dereagentes
Reagentes não devem 
ser armazenados por
ordem alfabética e,
sim, em função de 
sua compatibilidade.
É preciso ler os
rótulos dos frascos de 
reagentes, antes de 
utilizá-los. Deve-se
manter um inventário 
atualizado dos 
produtos químicos 
estocados. Produtos 
sem identificação não
devem ser guardados. 
As eventuais sobras 
de reagentes nunca 
devem ser colocadas
de volta no frasco 
de origem.
1 Extintores
Devem ser
compatíveis com os
materiais e equipamentos 
utilizados no laboratório. 
Os agentes extintores mais 
empregados são água
pressurizada, espuma 
mecânica, dióxido
de carbono
e pó químico. 
3
1010101010101010101010101101011010100111100101110101010101010101010101011010101000111100101
3
4
5
6
Chuveiro de 
emergência 
com lava-olhos
Em caso de queimaduras
químicas, lava-se a região
atingida com água corrente 
em abundância para
remover toda a substância.
Se os olhos forem atingidos, 
deve-se lavá-los com água 
abundante (lava-olhos).
Após esses procedimentos
emergenciais, é preciso
procurar atendimento
médico o mais rápido 
possível.
5
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EPC – Equipamento
de proteção coletiva
Dependendo do risco
e da periculosidade, o
experimento ou parte 
dele deverá ser conduzido 
em câmara de exaustão 
(capela). Usá-la sempre que
o procedimento envolver 
substâncias voláteis.
4
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Distribuição da água no planeta Terra em 1993 (%)
total global
(água)
2,5% do total global
(água doce)
0,3% 0,9%
2,5%
97,5%
68,9%
29,9%
geleiras e neves eternas
solo, pântanos e geadas
rios e lagos
águas subterrâneas
água doce
água salgada
Fonte: BRASIL. Agência Nacional de Águas (ANA). A água no Brasil e no mundo. 
Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/institucional/sge/CEDOC/Catalogo/2014/
AAguaNoBrasilENoMundo2014.pdf>. Acesso em: abr. 2016.
Água potável: propriedades 
físicas e químicas e processos 
de obtenção
1
Em 2015, um dos principais afluentes dorio São Francisco, o rio das Velhas (Sabará, MG, 2015), entrou em Estado de Restrição de
Uso, alerta máximo dado pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam), devido à baixa vazão e ao aumento da proliferação 
de cianobactérias tóxicas. De acordo com o Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef), quase 750 milhões de pessoas no 
mundo não conseguem obter água apropriada para o consumo e cerca de mil crianças morrem diariamente em decorrência desse 
fato e da carência de saneamento básico.
 A água no planeta Terra
A água que forma oceanos, rios, lagos e calotas polares compõe um conjunto 
chamado hidrosfera, de volume estimado em 1,5 ? 1021 litros e que cobre cerca de 
três quartos da superfície terrestre. Como essa quantidade de água está distribuída? 
Observe o gráfico a seguir. 
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O maior percentual do total de água disponível está nos mares e oceanos
(água salgada) e não é apropriado para o consumo humano direto nem de muitos 
outros seres vivos. O restante, a água doce, não está distribuído uniformemente no 
planeta. Que diferença pode ser considerada entre a água doce e a água salgada 
para que seja feita essa classificação? Observe a tabela da página seguinte.
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Neste capítulo serão 
estudados a importância
da preservação das
águas naturais para a
manutenção da vida 
na Terra e alguns 
critérios utili ados para 
classificá-las como 
próprias para o consumo 
humano. Assim, será 
abordado o conceito
de concentração de
uma solução e como
expressá-la em função 
dos componentes
nela presentes. Serão 
estudadas ainda algumas 
propriedades das 
soluções que podem ser
consideradas, por exemplo, 
em processos alternativos 
de obtenção de água
potável, principalmente
para países que 
apresentam pouca
oferta desse recurso.
Comente com os alunos que o volume total de água da hidrosfera praticamente 
não apresenta variação ao longo do tempo e pergunte se eles sabem o porquê.
12
Total de recursos hídricos renováveis per capita, em 2013 (em m3) 
EQUADOR
TRÓPICO DE CAPRICÓRNIO
TRÓPICO DE CÂNCER
R ÁRTICOCÍRCULO POLAR ÁOO POLAR Á
CÍRCULO POLAR ANTÁRTICO
0°
0°
0
Dados
indisponíveis
Escassez
absoluta
500 1.000 1.700 2.500 7.500 15.000 50.000
Escassez Dificuldade Vulnerabilidade
OCEANO
PACÍFICO
OCEANO
PACÍFICO
OCEANO
ÍNDICO
OCEANO
ATLÂNTICO
3.320 km
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Classificação da água em função da concentração salina*
Tipos de água Concentração de sais (% em massa) Exemplos
Doce Igual ou inferior a 0,05% Rios, lagos, banquisas e icebergs
Salobra Superior a 0,05% e inferior a 3,0% Manguezais e lagunas
Salgada Igual ou superior a 3,0% Mares e oceanos
* Além da presença dos íons sódio e cloreto, consideram-se ainda cátions, como magnésio e cálcio, 
e ânions, como sulfato, carbonato, fosfato e nitrato.
Fonte: CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA). Resolução n. 357, de 17 de março de 2005.
Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459>. Acesso em: jan. 2016. 
As banquisas são 
formadas da água 
do mar congelada; 
no entanto, sua 
concentração salina
pode ser inferior a 
0,05%. Arquipélago 
de Svalbard, Noruega, 
2015.
Considerando uma amostra de água do mar, o componente mais abundante (em quan-
tidade de matéria) é o solvente (no caso, a água) e o(s) componente(s) presente(s) em 
menor quantidade é(são) chamado(s) soluto(s) (caso dos íons sódio e cloreto). Esse sistema 
homogêneo é denominado solução. A concentração é uma maneira de expressar a quanti-
dade de soluto dissolvida na solução. Assim, o percentual expresso nos valores da tabela 
indica uma concentração (gramas de sais dissolvidos para cada 100 gramas da solução), 
mas há outras maneiras de expressar o valor da concentração. A água utilizada no dia a dia 
é proveniente da água doce disponível, aquela cujo percentual salino é inferior a 0,05%. 
Além de essa quantidade corresponder a uma pequena parcela do total de água e de sua 
distribuição não ser homogênea pelo planeta, há, ainda, uma significativa fração poluída.
Mesmo assim, a água doce não se esgota, graças ao ciclo hidrológico, ou ciclo da água, 
processo que permite sua contínua circulação na natureza por meio da evaporação e da
condensação. Entretanto, se a taxa de consumo de água doce for maior que a taxa de sua 
reposição, e, além disso, houver elevados índices de poluição do sistema hídrico, será que 
situações como a apresentada na abertura do capítulo poderão ser mais frequentes?
 Disponibilidade de água doce e potável
A distribuição da água doce depende essencialmente dos ecossistemas que compõem 
o território de cada região do planeta. Veja no mapa abaixo a distribuição de água entre os 
diferentes países.
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Fonte: WWAP (World
Water Assessment
Programme). The United 
Nations world water 
development report 2015:
water for a sustainable
world. Paris: Unesco,
2015. Disponível em: 
<http://unesdoc.unesco.
org/images/0023/002318/ 
231823E.pdf>. 
Acesso em: jan. 2016.
O ciclo da água na natureza 
pode ser abordado em con-
junto com a disciplina de Bio-
logia, acompanhado de uma 
discussão sobre o consumo 
sustentável da água. 
Comente com os alunos a diferença entre icebergs e banquisas. Há uma sugestão de abordagem no Suplemento para o Professor. 
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BOLÍVIA
PARAGUAI
ARGENTINA
URUGUAI
ATMATATOM
GROSSOGGROSSSSOOGR ÁSÁSGOIÁGOIÁÁ
MINAMINASMINAMM
GERAISGERAISA
OOTOOMATOMATO
ROGGG OOGGROSSOGGRO
DDDDDDDDO SULDO
NNNNÁPARANÁPARANÁ
Limites do
aquífero Guarani
TTTATATATNNNSSAANTATAANTNTAANTA
TATAATAAAAACCA RCATAATCATARATARIARINAACATA
G EEER NNDNDEDDRARAAARA DRIO GRANDERANDEIO EGRAGRA
UUUUOOOOOOOO SO SULDO SULDO SULSUDO
TRÓPICO DE CAPRICÓ
RNIO 
50° O
SSSSSS OOSSSÃOÃOSÃSÃ
UPPAULOPAULOULUL
OCEANO
ATLÂNTICO
Localização e limites do aquífero Guarani De acordo com o Programa Hidrológico Internacional da 
Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e 
a Cultura (Unesco), 26% do total de água doce disponível no 
planeta está na América do Sul, onde há apenas 6% da popula-
ção mundial. No continente asiático está 36% do total de água
doce, mas aproximadamente 60% da população mundial. 
Estima-se que haja água doce de fácil acesso no plane-
ta, e em quantidade suficiente, para atender a cerca de seis 
vezes a população mundial atual. Apesar disso, essa quantida-
de representa um percentual pequeno do total de água doce 
disponível; o restante faz parte de calotas polares, geleiras, 
lençóis freáticos e aquíferos, por exemplo.
O aquífero Guarani é uma das maiores reservas de água 
doce subterrânea do mundo. Aproximadamente 70% de sua área
está localizada em território brasileiro (observe o mapa), e é im-
portante tanto para o abastecimento como para o desenvolvi-
mento econômico e social das regiões que abrange. Estima-se
que ele possua uma reserva de 3 trilhões de m3 de água.
Dois grandes aquíferos estão localizados em território 
africano: o Arenito Núbia (sob os territórios da Líbia, do Egito, 
do Chade e do Sudão) e o Norte do Saara (sob os territórios da 
Argélia, da Líbia e da Tunísia). Entretanto, para que essa água 
possa ser disponibilizada para a população e para o uso na agri-
cultura, devem ser perfurados poços para a sua extração, o que 
exige técnicas complexas e conhecimento detalhado da região.
Mas a quantidade de água doce disponível, e de fácil acesso, indica também a quantidade
de água potável? A palavra “potável” deriva de potabilis, que, em latim, significa própria para
beber. A água considerada potável é uma solução aquosa que apresentacomponentes que 
contribuem para a manutenção da vida. Para ser considerada potável, a água não pode ter com-
ponentes nocivos à saúde nem microrganismos patogênicos (ou seja, que causam doenças). 
 Poluição da água e as doenças que podem ser 
causadas por ela
Atualmente há pouco mais de 7,3 bilhões de habitantes no mundo e aproximadamente 
750 milhões de pessoas ainda não têm acesso a água potável. Rios importantes de regiões 
pouco desenvolvidas encontram-se cada vez mais poluídos pelo fato de receberem esgoto sem 
tratamento e despejos industriais, de zonas rurais e urbanas. Um exemplo dessa situação ocor-
re na Índia, país cujos principais rios – inclusive o Ganges – estão entre os mais poluídos do
mundo: 70% das águas superficiais da Índia são consideradas impróprias para o consumo.
No município de São Paulo, SP, localizado na confluência de diversos rios, a poluição 
inutilizou as fontes próximas da área urbana, sendo necessária a captação em regiões cada
vez mais distantes do centro urbano. Doenças como amebíase, cólera e hepatite A estão 
relacionadas ao consumo de água contaminada. Assim, antes de ser consumida, a água deve
passar por um processo de tratamento e ser distribuída e armazenada de maneira adequa-
da para evitar que seja novamente contaminada.
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Em (A), imagem do rio 
Ganges, considerado um 
dos mais poluídos 
do mundo. Allahabad, 
Índia, 2015. Em (B), o 
rio Tietê, em 2015, na 
área urbana do município 
de São Paulo, SP, 
considerado o rio mais 
poluído do Brasil. 
B
Fonte: BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Síntese 
hidrogeológica do sistema aquífero Guarani. Projeto para a
proteção ambiental e desenvolvimento sustentável do sistema 
aquífero Guarani. Brasília, 2009. p. 26. Disponível em:
<http://www.mma.gov.br/publicacoes/agua/category/42-
recursos-hidricos?limitstart=0>. Acesso em: jan. 2016.
Aquífero:
formação geológica
subterrânea com
água armazenada.
220 km
Comente com os alunos que, em 2013, foi localizado na região da Amazônia um aquífero com reservas estimadas em
162 trilhões de m3. No Suplemento para o Professor há uma indicação de leitura sobre essa notícia.
Auxilie os alunos a localizar
no mapa Total de recursos hí-íí
dricos renováveis per capita, 
em 2013 (em m3) os países 
africanos mencionados. No
Suplemento para o Professor 
há uma sugestão para com-
plementar essa abordagem.
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Estrutura da demanda de recursos 
hídricos no Brasil em 2014 
(consumo total de 1.161 m3/s)
72%
irrigação
11%
pecuária
9%
urbano
7%
industrial
1%
rural
Fonte: BRASIL. Agência Nacional de Águas.
Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil: 
informe 2014. Brasília, 2015. Disponível em: 
<http://conjuntura.ana.gov.br/docs/conj2014_
inf.pdf>. Acesso em: jan. 2016.
 O uso da água no Brasil
No Brasil, a água é utilizada principalmente na agricultura (irrigação 
das plantações), nas indústrias, para consumo humano e pelos animais 
(pecuária). Observe o gráfico ao lado, que indica a demanda para cada um 
dos setores.
Considerando dados como esses, a Organização das Nações Unidas 
para Alimentação e Agricultura ( AO) tem destacado o uso mais eficiente da 
água empregada na agricultura, visando ao aumento da produtividade 
da terra e da sustentabilidade dos sistemas agrícolas.
Aproximadamente 12% do total de água doce do planeta está em terri-
tório brasileiro, mas isso não quer dizer que todos os cidadãos tenham acesso 
a ela. Nas regiões de clima semiárido a escassez de água é comum. Cerca de 
68% do total de água doce brasileira está na região da Amazônia, mas ali a 
concentração populacional é baixa. Já no Sudeste, região de maior densidade 
populacional, há apenas 6% do total de água doce do país.
Diante desse cenário, é importante que o uso racional das águas seja 
sempre discutido, considerando a importância desse recurso para o desen-
volvimento do país, a qualidade de vida dos cidadãos e a manutenção dos 
diferentes ecossistemas brasileiros.
1 O que pode ser considerado para classificar 
uma amostra de água como doce ou salga-
da? Pode-se afirmar que a água doce é sempre 
potável?
2 É adequado dizer que a água apropriada para o 
consumo humano é a água pura?
3 Você concorda com a informação: “O Brasil
possui 12% das reservas de água doce mun-
dial, portanto, não há por que o governo e a 
população se preocuparem com a falta de 
água no país”? Exponha seu ponto de vista.
4 Na ausência de água potável, aconselha-se a 
ingestão de água de origem desconhecida?
5 Consulte o gráfico Distribuição da água no planeta 
Terra em 1993 (%), no início do capítulo, e calcule 
a porcentagem total de água doce encontrada 
em rios e lagos em relação ao total de água no 
planeta. Verifique se o valor obtido é consisten-
te com dados obtidos em outras referências.
Além da ausência de microrganismos patogê-
nicos, você sabe quais são os parâmetros para 
estabelecer se determinada amostra de água é 
ou não potável?
Como é possível determinar a concentração de 
uma espécie química em uma solução?
Utilizando água e sal de cozinha, como se pode 
preparar 1 L de uma solução que apresente 
concentração salina semelhante à da água do 
mar? Que informações seriam necessárias?
Se 1 L de água for adicionado a 1 L de suco
de uva integral e homogêneo, haverá alguma 
alteração na cor do suco? Por quê?
O rótulo de uma embalagem de água sanitária 
indica a presença de 2,0% a 2,5% (em massa) 
de cloro ativo. O que essa informação significa? 
É possível confirmar a sua veracidade?
Considerando que a pressão atmosférica seja a 
mesma, você acha que a água do mar entra em 
ebulição na mesma temperatura que a água 
pura? Por quê?
Por que uma folha de alface murcha momen-
tos após ser temperada com sal?
Questões relativas ao texto de abertura Responda em seu caderno
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Reflita sobre os tópicos abordados neste capítulo Discuta com seus colegas
No Suplemento para o Professor são mostrados possíveis conhecimentos prévios que podem ser apresentados pelos alunos em relação a esses tópicos. 
Ao longo do capítulo, são indicados os momentos em que essas questões devem ser retomadas.A
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TE
MA
Características físico-químicas:
pH a 25 ºC .......................... 6,21
Temperatura da água 
na fonte ..........................22,9 ºC
Condutividade elétrica 
a 25 ºC........................ 74 μS/cm
Resíduo de evaporação a 180 ºC
calculado ................. 62,62 mg/L
Radioatividade na fonte a 20 ºC
e 760 mmHg........ 17,20 maches
Classificação: água mineral 
fluoretada e radioativa na fonte
Composição química (mg/L):
Bicarbonato ...................... 32,18
Cálcio.................................6,55
Sódio..................................5,09
Sulfato .................................4,5
Nitrato..................................1,6
Potássio................................1,6
Cloreto ...............................1,33
Magnésio............................1,22
Fluoreto..............................0,14
Estrôncio ..........................0,074
Bário .............................. 0,0034
Conteúdo 20 litros
1 Como obter água potável a partir de água doce
Como foi visto, há pouca água doce no planeta Terra. Se forem consideradas as águas de
fácil acesso (em rios e lagos), essa quantidade é ainda menor e está distribuída de modo
heterogêneo nas diversas regiões. Lembrando que nem toda água doce pode ser conside-
rada potável, o estudo deste tema possibilitará refletir sobre a importância do tratamento
da água para o consumo humano. 
Tanques de tratamento 
de água da Estação de 
Tratamento do Guandu. 
Nova Iguaçu, RJ, 2014. AN
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Potabilidade da água
Observe novamente o significado da palavra “potável” mencionado no início do capí-
tulo. Observe também que foram mencionadas algumas características da água para que
ela seja considerada potável. Pode-se dizer, então, que a água comercializada como “mi-
neral natural” é potável? Veja as quantidades de algumas espécies químicas presentes em 
determinada marca de água mineral, indicadas no exemplo a seguir.
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Exemplo de um rótulo 
de água mineral.
Retome as discussões da ques-
tão “Além da ausência de mi-
crorganismos patogênicos, você 
sabe quais são os parâmetros
para estabelecer se determinada 
amostra de água é ou não potá-
vel?”, proposta no início do capí-
tulo para levantamento dos co-
nhecimentos prévios dos alunos.
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A composição química dessa solução é indicada no rótulo, com os íons dissolvidos ex-
pressos em miligramas para cada 1 litro de água mineral – assim, indica-se a concentração 
desses componentes. Note que o íon fluoreto encontra-se na concentração de 0,14 mg/L. O 
controle desse teor é importante para o organismo humano, pois essa espécie química está 
envolvida na formação de dentes saudáveis. Entretanto, o teor elevado pode gerar, entre 
outros problemas, uma doença chamada fluorose (que causa descoloração e desfiguração 
dos dentes permanentes). 
Para que a água seja considerada potável ela deve, portanto, apresentar determi-
nadas espécies químicas de acordo com um limite de concentração específico para cada 
uma delas. Veja na tabela a seguir alguns dos parâmetros que devem ser verificados para 
considerar a potabilidade da água.
Valores máximos permitidos de algumas espécies químicas 
na água potável de acordo com a legislação brasileira*
Alumínio 0,2 mg/L
Amônia 1,5 mg/L
Antimônio 0,005 mg/L
Arsênio 0,01 mg/L
Benzeno 5 mg /L
Cádmio 5 mg /L
Chumbo 10 mg /L
Cloreto 250 mg/L
Cobre 2 mg/L
DDT (pesticida) 1 mg/L
Fluoreto 1,5 mg/L
Mercúrio 0,001 mg/L
Níquel 0,07 mg/L
* Portaria MS no 2.914/2011, que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância 
da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. 
Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Diretoria Técnica de Gestão. 
Portaria MS no 2.914, de 12 de dezembro de 2011. Brasília, 2012.
Entende-se por água pura a substância formada apenas por moléculas de H2O.Na água 
potável, há espécies químicas dissolvidas em diferentes concentrações. Assim, embora es-
ses dois conceitos sejam confundidos com frequência, água pura e água potável não são 
sinônimos. 
Mas o que significam os valores mostrados na tabela acima? São valores de concen-
tração, ou seja, a quantidade de determinada espécie química presente em determinada 
quantidade de solução. No caso da tabela, são indicados os valores máximos de concen-
tração de diferentes espécies químicas para que uma amostra de água seja considerada 
potável. O valor de concentração indica uma proporção, e não valores absolutos. Portanto, 
se o valor máximo permitido para os íons fluoreto (soluto) for de 1,5 mg/L, isso significa, 
por exemplo, que para a água ser considerada potável:
em um litro pode haver, no máximo, 1,5 mg de fluoreto dissolvido;
em dois litros pode haver, no máximo, 3,0 mg de fluoreto dissolvidos;
em três litros pode haver, no máximo, 4,5 mg de fluoreto dissolvidos;
em 300 mL pode haver, no máximo, 0,45 mg de fluoreto dissolvido.
No texto de abertura do capítulo, a concentração salina da água foi expressa em per-
centual em massa; na tabela Valores máximos permitidos de algumas espécies químicas na 
água potável de acordo com a legislação brasileira, uma das unidades utilizadas foi mg/L. Mas 
há outras maneiras de indicar a concentração de uma espécie química. Verifique, nessa mes-
ma tabela, que uma unidade diferente foi empregada para determinadas espécies químicas.
Os estudantes costumam apresentar bas-
tante dificuldade para entender a diferença
entre valores absolutos e relativos. Ajude-os
a compreender o significado de concen-
tração com base nos valores de massa de
fluoreto relativos a cada volume de solução
exemplificado.
Auxilie os alunos a encontrar na tabela outra unidade para concentração, diferente de mg/L. Pergunte a eles se sabem o 
significado dessa unidade (mg/L) e se acham que essa unidade indica uma quantidade maior ou menor da espécie química 
por litro de solução.
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[...] As torneiras de duas fontes da Juventude
e do Paiol em Águas da Prata (SP) foram lacradas 
por causa da alta concentração de fluoreto na 
água, que se ingerido em excesso pode prejudicar 
a saúde. A cidade possui sete fontes e é conhecida 
como uma estância hidromineral. O Departamento 
de Meio Ambiente informou que está consultando 
especialistas para entender o que mudou a con-
centração da substância nas duas fontes.
Um relatório feito em janeiro [de 2015] pelo 
Serviço Geológico do Brasil, a pedido da Prefeitura, 
constatou 21,89 miligramas de fluoreto por litro na 
Fonte da Juventude. E 33,64 miligramas na Fonte do 
Paiol. Os números são superiores ao permitido, que 
é de apenas 1,5 miligrama por litro.
Outra análise feita pela Secretaria Estadual de 
Saúde também classificou como insatisfatória a
água das duas fontes, que são monitoradas há dois 
anos. Segundo a secretária de Meio Ambiente da ci-
dade, Alice de Abreu, a interdição foi uma medida 
preventiva, porque a água medicinal com flúor em 
excesso pode trazer riscos à saúde.
De acordo com o médico Marcos Untura Filho, 
a grande quantidade pode potencializar problemas 
de rim, tireoide ou até causar intoxicação. “O flúor 
Com alta concentração de flúor, 
fontes são lacradas em Águas da Prata, SP
1 Com base nas informações obtidas, pode-se dizer que toda fonte de água doce não poluída é potável? 
Explique.
2 Quantas vezes o teor de fluoreto nas duas fontes citadas na reportagem é maior do que o determinado 
pela legislação brasileira vigente?
3 Com relação às informações do texto, é correto afirmar que:
a) os íons fluoreto são prejudiciais à saúde e sua ingestão deve ser evitada em quaisquer concentrações.
b) se ingerido em excesso, o flúor pode causar alterações na estrutura dos ossos, deixando-os mais 
susceptíveis a fraturas.
c) as águas do município de Águas da Prata estavam, na época da reportagem, com excesso de flúor, 
pois provavelmente foram contaminadas por efluentes de indústrias de pastas de dente.
d) todas as fontes da cidade apresentaram variações nas concentrações de fluoreto.
e) as águas com excesso de fluoreto podem ser utilizadas como águas medicinais.
quando ingerido em uma quantidade mais elevada 
[...] pode também exceder os limites de calcificação 
do osso. Ele fica como o mármore, um osso muito 
duro, porém muito frágil a pequenos impactos, o 
que leva a uma fratura”, disse.
Para as fontes serem reativadas precisam 
ser enquadradas na legislação do Departamento 
Nacional de Produção Mineral, com uso controla-do. Para que isso aconteça a Prefeitura precisa da 
aprovação do laboratório de análises minerais do
governo federal.
“Vamos estudar e investigar todas as causas. 
A Prefeitura quer garantir que as águas sejam utili-
zadas da maneira correta. [...]”, explicou Alice.
A dona de casa Maria Aparecida Fernandes con-
tou que sempre bebia água da Fonte da Juventude 
quando sentia dores de estômago. “Ela é digestiva 
e faz o intestino funcionar. Queria que resolvesse o 
problema para voltar a água para nós porque ela é 
medicinal e aqui é a cidade das águas”, falou.
Fonte: Globo.com, 21 mar. 2015. Disponível em: 
<http://g1.globo.com/sp/sao-carlos-regiao/noticia/2015/03/
com-alta-concentracao-de-fluor-fontes-sao-lacradas-em-
aguas-da-prata-sp.html>. Acesso em: jan. 2016.
Alguns contaminantes das águas
Algumas espécies químicas tornam a água imprópria para o consumo, caso ocor-
ram fora da faixa de concentração considerada adequada de acordo com a legislação 
vigente. Foi o caso dos íons fluoreto em fontes do município de Águas da Prata (SP), 
abordado no texto do quadro acima. Essas espécies químicas podem surgir naturalmen-
te nos corpos d’água (rios, riachos etc.). No entanto, há também contaminantes intro-
duzidos em decorrência de atividades praticadas pelo ser humano, como os efluentes 
provenientes das indústrias. 
Perguntas sobre o texto Responda em seu caderno
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Entre os principais contaminantes de corpos d’água oriundos de fontes antropogêni-
cas está o chumbo, indicado na tabela Valores máximos permitidos de algumas espécies quí-íí
micas na água potável de acordo com a legislação brasileira. Entre as espécies químicas que 
podem ser encontradas na água, o chumbo constitui um dos poluentes mais tóxicos aos 
seres vivos. As fontes geradoras de chumbo no ambiente podem ser: tintas utilizadas na 
construção civil, encanamentos antigos (que nas últimas décadas foram substituídos pelos 
de cobre e de plástico), solda usada na conexão entre canos de cobre. Uma vez ingerido, 
o chumbo pode causar danos neurológicos permanentes e graves, além de danos aos rins 
e ao fígado. As crianças, mesmo que expostas a baixíssimas concentrações desse metal, 
podem apresentar deficiência mental. A presença de chumbo no organismo, inclusive, pode 
ser fatal.
Na tabela a seguir, as concentrações de chumbo estão relacionadas aos sintomas 
que um indivíduo pode apresentar caso tenha sido exposto a essa espécie química. 
Acompanhe.
Sintomas relacionados à contaminação por chumbo
Concentração de chumbo no
organismo (microgramas de
chumbo/100 mL de sangue)
Sintomas
10 Nenhum.
40 Dores de cabeça, constipação, irritabilidade, falta de concentração.
80 Os mesmos sintomas citados acima, porém mais severos, além de depressão, anemia e cansaço extremo.
100
Todos os sintomas já citados, mais insônia, formigamento 
das mãos e pés, linha azul nas gengivas, infertilidade 
em homens e aborto.
150 ou mais Todos os sintomas já citados, além de convulsões, paralisia, cegueira, alucinações e coma.
Fonte: EMSLEY, J. The elements of murder: a history of poison. Oxford: Oxford University Press, 
2005. p. 263.
Observe, mais uma vez, que a concentração de determinada espécie química pode ser 
expressa de maneiras diferentes. Como o chumbo é altamente tóxico em mínimas dosa-
gens, os valores utilizados nessa tabela foram da ordem de microgramas (1 mg 5 1026 g), 
por uma questão de praticidade (o uso de valores em gramas, ou mesmo quilogramas, 
implicaria a utilização de grandezas como 0,000040 g de chumbo por 100 mL de sangue, 
ou, ainda, 0,000000010 kg por litro de água potável). Mas há outras maneiras de indicar 
valores de concentrações. A continuidade desse assunto será o foco do estudo no próximo 
tema deste capítulo. 
O chumbo é considerado um metal pesado. Embora não haja uma definição padrão 
para metais pesados, esse termo está relacionado a metais que apresentam toxicidade 
aos organismos. Algumas definições consideram, nessa classificação, o elevado número 
atômico do metal (tendo o cálcio como referência), além da elevada massa atômica (ten-
do o sódio como referência). A maioria dos metais classificados como pesados apresenta 
densidade geralmente maior que 5,0 g/cm3. Entretanto, tem-se observado que é necessá-
rio considerar, para essa definição e classificação, fatores ambientais e toxicológicos, bem 
como a avaliação de quanto determinada espécie química pode ser absorvida pelos seres 
vivos, junto ao seu acúmulo ao longo da cadeia alimentar (denominado biomagnificação).
Veja na tabela da página seguinte alguns outros exemplos de metais que podem 
ser considerados pesados. Importante observar que esses metais estão presentes nas 
águas como cátions, como Cd21 e Hg21.
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Fontes de alguns metais pesados e seus efeitos para a saúde
Fontes Alguns efeitos para a saúde
Mercúrio
Queima da hulha, baterias, alguns 
processos industriais, consumo de 
peixes contaminados.
Taquicardia, danos nos sistemas nervoso 
(tremores, fraqueza e perda de memória), renal 
e digestório.
Cádmio
Fabricação de cimento, queima de 
combustíveis fósseis, refino de minérios
de zinco e chumbo, produção de ferro, 
tabagismo, consumo de alimentos
contaminados.
Irritação no trato respiratório, edema pulmonar 
fatal, desordens cardiovasculares, danos renais; 
interferência no metabolismo do zinco. 
Níquel
Extração de minério e refino de níquel, 
óleo diesel, resíduos de óleo mineral, 
hulha, fumaça de tabaco, ligas de aço.
Dermatite de contato, câncer de pulmão, danos 
ao sistema nervoso central.
Arsênio
Fabricação de herbicidas, ingestão de 
água de fontes naturais contaminadas, 
queima da hulha, consumo de frutos do
mar contaminados.
Colapso cardiovascular, anemia, tumores de 
pele, pulmões e bexiga, perda sensorial no 
sistema nervoso periférico.
Antimônio Tintas, vernizes e esmaltes, manufatura de vidros. Hepatite, insuficiência renal, anorexia.
Fontes consultadas: BRUNTON, I. I.; HILAL-DANDAN, R. Manual de farmacologia e terapêutica de Goodman
& Gilman. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015; OLSON, K. R. (Org.). Manual de toxicologia clínica. 6. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2014; KLAASSEN, C. D.; WATKINS III, J. B. Fundamentos em toxicologia de Casarett e Doull.
2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Hulha: tipo de
carvão mineral.
Dose letal média:
corresponde à
quantidade de 
determinada 
substância capaz
de matar 50% de um 
grupo de indivíduos 
– geralmente ela 
é informada em 
mg da substância
por kg de massa
corporal (mg/kg) 
a partir de
testes realizados
em animais
(como coelhos,
peixes, ratos). 
Bioacumulação:
processo que 
pode ser definido 
como a absorção
e a retenção de 
substâncias no
organismo de
determinado ser 
vivo. Muitas delas 
são acumuladas 
no tecido adiposo 
dos animais.
A presença dos chamados metais pesados em águas que poderiam ser destinadas 
ao consumo humano pode ser proveniente de diferentes fontes. Por exemplo, o anti-
mônio e o cádmio podem ser provenientes dos materiais empregados em tubulações e 
acessórios (como torneiras). Entretanto, as águas podem ser contaminadas também em 
suas nascentes. 
Origem dos contaminantesg
A agricultura moderna faz uso frequente de adubos e defensivos agrícolas. Levados
pelas chuvas, os defensivos agrícolas podem atingir rios, lagos e aquíferos, poluindo as prin-
cipais fontes de água doce. As águas subterrâneas também podem ser contaminadas pelo
uso dessas substâncias diretamente na terra ainda não semeada. O grau de toxicidade des-
sas substâncias é reportado por meio da dose letal média (DL50) e varia de uma para outra:
o DDT, por exemplo, apresenta uma DL50 de 135 mg/kg, enquanto o pesticida denominadoparation apresenta DL50 de 6 mg/kg (ambos em testes com camundongos).
Mesmo que essas substâncias alcancem os corpos d’água em baixas concentrações, 
elas podem bioacumular no organismo humano, ocasionando a longo prazo prejuízos
à saúde.
Além da presença de substâncias como os pesticidas, alguns microrganismos podem
ser considerados contaminantes das águas, e sua fonte pode ser o próprio esgoto. A fre-
quente inadequação dos sistemas de captação e de tratamento de esgoto (no Brasil e em
muitos outros países) faz com que ele alcance córregos, rios e mares, contaminando-os. 
O esgoto pode ser dividido em três tipos diferentes: o doméstico, proveniente das resi-
dências; o pluvial, oriundo das águas da chuva; e o industrial, proveniente das fábricas. Essa
classificação é importante, porque cada tipo apresenta substâncias diferentes e é um meio 
para sobrevivência de espécies de microrganismos também distintos. Em apenas um li-
tro de esgoto doméstico podem existir bilhões de bactérias causadoras de doenças como
o cólera e a leptospirose.
Na ausência ou na impossibilidade de obter água potável – como na crise de abas-
tecimento que afetou diversas regiões brasileiras em 2014 e 2015 –, devem-se tomar al-
guns cuidados a fim de prevenir doenças causadas por microrganismos como bactérias e 
protozoários. Veja o infográfico da página a seguir.
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Eletromicrografia
colorizada por 
computador que 
mostra a bactéria da 
espécie Vibrio cholerae, 
causadora do cólera, 
doença que pode ser 
adquirida por meio 
do contato com águas 
contaminadas pelo 
esgoto doméstico.
1,5 mm
A biomagnificação e a bioa-
cumulação são conceitos
distintos que podem ser
trabalhados de modo in-
terdisciplinar com Biologia,
conforme orientação no Su-
plemento para o Professor.
Aborde com os alunos o porquê da DL50 ser geralmente reportada para animais (como ratos, camun-
dongos e coelhos), aproveitando para levantar uma discussão sobre a ética experimental envolvendo 
animais, conforme orientação indicada no Suplemento para o Professor.
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Fonte: Folha de S.Paulo, 20 fev. 2015. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/
infograficos/2015/02/118768-de-olho-na-agua.shtml>. Acesso em: jan. 2016.
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represa
filtraçção
decantação
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pré-cloração
cloração
reservatório de
armazenamento
reservatório de
distribuição
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Usualmente, a concentração desses contaminantes não é superior a 1 g por 106 g de 
água. Mesmo assim, baixos teores já podem gerar sabor desagradável e aroma característico 
na água. O principal problema dos THM, porém, é que eles são prováveis causadores de cân-
cer, como o de fígado. Os limites máximos para essas substâncias na água potável, estabeleci-
dos pela Organização Mundial de Saúde (OMS), são de 0,3 mg/L para o clorofórmio, 0,1 mg/L 
para o bromofórmio e o dibromoclorometano e 0,06 mg/L para o bromodiclorometano.
O tratamento da água
As principais etapas do tratamento da água visam remover dela impurezas sólidas, algas
e microrganismos patogênicos (como algumas bactérias e protozoários), a fim de disponibi-
lizá-la para consumo pela população. Dependendo da composição da água em determinada 
região e dos limites desejáveis de certos componentes, poderá haver pequenas alterações 
de procedimento, mas os principais processos são mostrados na ilustração a seguir.
Esquema das etapas de tratamento da água. Representação sem escala; cores fantasia.
Fonte: Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp). Disponível em: <http://site.sabesp.
com.br/uploads/file/asabesp_doctos/Tratamento_Agua_Impressao.pdf>. Acesso em: jan. 2016.IL
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Até mesmo o processo de tratamento da água, abordado a seguir, pode ser uma fonte 
de contaminantes. Uma de suas etapas pode gerar substâncias conhecidas como trialo-
metanos (THM), cujas moléculas são derivadas do metano (CH4), em que três átomos de 
hidrogênio são substituídos por átomos de halogênios (elementos químicos do grupo 17 
da tabela periódica). Observe os exemplos a seguir.
Modelo de esferas e 
bastões de moléculas
de trialometanos. 
Representação sem
escala; cores fantasia.
Peça aos alunos que indiquem
dois métodos de separação
presentes nesta ilustração e 
que identifiquem que mate-
riais presentes na água a ser 
tratada podem ser separados
por esses métodos.
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Floculação e decantação 
de impurezas sólidas 
presentes na água, 
promovidas pela
presença de hidróxido
de alumínio.
Depois de captada, a água passa pela etapa de pré-cloração para desinfecção. A 
presença de gás cloro e derivados, como o ácido hipocloroso, auxilia na eliminação dos
microrganismos patogênicos. O efeito do cloro como agente bactericida, ou seja, passível 
de ser utilizado na eliminação de bactérias, foi observado em 1881 pelo bacteriologista 
alemão Heinrich Hermann Robert Koch (1843-1910), mais de cem anos depois de o gás clo-
ro ter sido isolado pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), em 1774. Após
seu isolamento, foi apenas em 1808 que o químico britânico Humphry Davy (1778-1829) 
demonstrou que o gás cloro era constituído apenas pelo elemento químico cloro, com base 
nos trabalhos do químico francês Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850). O uso contínuo de 
cloro no controle microbiológico de águas destinadas ao consumo pela população iniciou-se
em 1902, na Bélgica. Já no Brasil, seu uso teve início em 1926.
A água também pode apresentar determinadas substâncias formadas no processo de 
decomposição de restos de plantas, como folhas. A reação do cloro adicionado na etapa
de pré-cloração com essas substâncias pode gerar os trialometanos, citados anteriormente.
Na etapa seguinte ocorre a adição de cal hidratada, que se dissocia no meio aquoso:
Ca(OH)2(s) Ca
21(aq) 1 2 OH2(aq)
seguida da adição de sulfato de alumínio, o qual também é dissociado nesse meio:
Al2(SO4)3(s) 2 Al
31(aq) 1 3 SO4
22(aq)
A presença desses íons livres em solução leva à formação de duas substâncias pouco
solúveis, o sulfato de cálcio (CaSO4) e o hidróxido de alumínio (Al(OH)3). 
A reação de precipitação que ocorre pode ser assim equacionada:
3 Ca(OH)2(aq) 1 Al2(SO4)3(aq) 3 CaSO4(s) 1 2 Al(OH)3(s) 
O precipitado de hidróxido de alumínio, de consistência gelatinosa, adere às impure-
zas sólidas presentes na água (etapa de floculação), de modo que se formam aglomerados, 
os quais, pela ação da gravidade, decantam e são então retirados da água tratada (etapa de 
decantação). Observe as imagens ao lado.
Nesse estágio, a água ainda não está completamente límpida. Por isso, é feita uma
filtração, em que a água passa por um sistema de carvão ativado depositado sobre areia, 
que é depositada sobre cascalho. Esse é o último estágio da limpeza física da água. O carvão 
ativado age no odor e no sabor residuais, eliminando-os.
Ao conjunto de etapas de floculação, decantação e filtração é dado o nome de clari-
ficação da água, processo que permite a obtenção da água límpida, mas que ainda