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Química 1 JOÃO USBERCO PHILIPPE SPITALERI (PH) EDGARD SALVADOR O CONECTE agora é CONECTE LIVE! O CONECTE, coleção voltada para o Ensino Médio que alia Tecnologia à Educação, apresenta uma novidade nesta reformulação: o CONECTE LIVE! O CONECTE LIVE integra conteúdos digitais exclusivos às obras de autores renomados. Além disso, promove maior interação entre alunos, professores e autores. Livros digitais, objetos educacionais digitais, entre outros conteúdos interativos, compõem a coleção. Outra novidade! As atualizações no material didático não se encerram no momento em que os livros são impressos. Ofertas complementares e atividades diferenciadas são disponibilizadas na plataforma digital ao longo de todo o ano escolar, garantindo novidades frequentes a professores e alunos! Para conhecer todos os materiais e os serviços do CONECTE LIVE, acesse: http://conecte.plurall.net/ N‹o compre nem venda o Livro do Professor! Este exemplar é de uso exclusivo do Profes- sor. Comercializar este livro, distribuído gra- tuitamente para análise e uso do educador, confi gura crime de direito autoral sujeito às penalidades previstas pela legislação. Q U ÍM IC A 1 JO à O U S B E R C O • P H IL IP P E S P IT A L E R I ( P H ) • E D G A R D S A LV A D O R CAPA_CONECTE_QUI_V1_MP.indd All Pages 8/3/18 10:39 AM JOÃO USBERCO Bacharel em Ciências Farmacêuticas pela Universidade de São Paulo. Professor de Química na rede privada de ensino de São Paulo. PHILIPPE SPITALERI (PH) Bacharel em Química pela Universidade de São Paulo. Professor de Química na rede privada de ensino de São Paulo. EDGARD SALVADOR Licenciado em Química pela Universidade de São Paulo. Professor de Química do Anglo Vestibulares de São Paulo. 1 Química FRONTIS_CONECTE_QUI_V1_AL.indd 1 7/10/18 12:16 PM Direção geral: Guilherme Luz Direção editorial: Luiz Tonolli e Renata Mascarenhas Gestão de projeto editorial: Viviane Carpegiani Gestão e coordenação de área: Isabel Rebelo Roque Edição: Daniela Nardi, Erich Golçalves da Silva, Lucas Augusto Jardim e Kamille Ewen de Araújo Gerência de produção editorial: Ricardo de Gan Braga Planejamento e controle de produção: Paula Godo, Roseli Said e Marcos Toledo Revisão: Hélia de Jesus Gonsaga (ger.), Kátia Scaff Marques (coord.), Rosângela Muricy (coord.), Ana Curci, Ana Paula C. Malfa, Arali Gomes, Brenda T. M. Morais, Carlos Eduardo Sigrist, Célia Carvalho, Cesar G. Sacramento, Daniela Lima, Heloísa Schiavo, Hires Heglan, Larissa Vazquez, Lilian M. Kumai, Luciana B. Azevedo, Maura Loria, Patricia Cordeiro, Patrícia Travanca, Raquel A. Taveira, Sandra Fernandez, Sueli Bossi e Vanessa P. Santos Arte: Daniela Amaral (ger.), André Gomes Vitale (coord.) e Filipe Dias (edição de arte) Diagramação: Setup Iconografia: Sílvio Kligin (ger.), Roberto Silva (coord.), Claudia Balista (pesquisa iconográfica) Licenciamento de conteúdos de terceiros: Thiago Fontana (coord.), Flavia Zambon (licenciamento de textos), Erika Ramires, Luciana Pedrosa Bierbauer, Luciana Cardoso Sousa e Claudia Rodrigues (analistas adm.) Tratamento de imagem: Cesar Wolf e Fernanda Crevin Ilustrações: Adilson Secco, Conceitograf, Estúdio Ampla Arena, Hélio Senatore, João Anselmo, Lápis 13B, Leonardo Conceição, Lettera Studio, Luis Moura, Luiz Fernando Rubio, Marcos Farrell, Mario Yoshida, Paulo César Pereira, Rafael Herrera, Selma Caparroz, Sérgio Furlani e Walter Caldeira Design: Gláucia Correa Koller (ger.), Erika Yamauchi Asato, Filipe Dias (proj. gráfico) e Adilson Casarotti (capa) Composição de capa: Segue Pro Foto de capa: Damir Khabirov/Shutterstock, Shutterstock/PowerUp, Shutterstock/Anusorn Nakdee Todos os direitos reservados por Saraiva Educação S.A. Avenida das Nações Unidas, 7221, 1o andar, Setor A – Espaço 2 – Pinheiros – SP – CEP 05425-902 SAC 0800 011 7875 www.editorasaraiva.com.br Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Índices para catálogo sistemático: 1. Química : Ensino médio 540.7 Maria Alice Ferreira – Bibliotecária – CRB-8/7964 2018 Código da obra CL 800857 CAE 628202 (AL) / 628203 (PR) 3a edição 1a impressão Impressão e acabamento Uma publicação 8VEHUFR��-RmR ���4XtPLFD�����FRQHFWH�OLYH���-RmR�8VEHUFR��(GJDUG 6DOYDGRU��3KLOLSSH�6SLWDOHUL��������HG���� 6mR�3DXOR���6DUDLYD������� ��������6XSOHPHQWDGR�SHOR�PDQXDO�GR�SURIHVVRU� ���%LEOLRJUDILD� ���,6%1��������������������DOXQR� ���,6%1��������������������SURIHVVRU� ������4XtPLFD��(QVLQR�PpGLR��,��6DOYDGRU��(GJDUG� ,,��6SLWDOHUL��3KLOLSSH��,,,��7tWXOR� �������� �����������������&''������ 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 2 7/10/18 12:18 PM Apresentação 3 A Química está presente em todas as atividades humanas. Ela não se resume às avançadas pesquisas de laboratório e à produção industrial. Na verdade, mesmo que não percebamos, ela é parte integrante do nosso cotidiano. Quando preparamos os alimentos, por exemplo, estamos fazendo uso de con- ceitos e transformações químicas. Da mesma forma, ao lavarmos as mãos ou escovarmos os dentes, estamos colocando em prática reações e transformações que a Química explica. Nesta edição de Conecte Química, reformulada e atualizada, pretendemos levar a você, estudante, essa visão de que a Química não é uma área da ciência sepa- rada da “vida real”. Ela está por trás de cada produto (e sua embalagem) que você vê exposto nas prateleiras dos supermercados, das farmácias, das padarias. São os estudos realizados por ela, em conjunto com diversas outras ciências, que permitem aos veículos automotivos circularem pelas cidades. São esses estudos, também, que têm tornado possível buscar soluções para os crescentes problemas ambientais do planeta e melhorar a qualidade de vida das populações. Pretendemos que esta obra sirva para que você amplie seus horizontes, per- ceba a inter-relação da Química com outras ciências e com sua vida e, assim, obtenha uma compreensão mais construtiva e menos distanciada desse campo da ciência. Esperamos que, ao fazer uso desta obra, você desenvolva uma posição cada vez mais crítica e participativa sobre os avanços tecnológicos, avaliando seus benefícios e também buscando esclarecer seu possível impacto negativo no ser humano e no ambiente. Antes de começar os seus estudos, convidamos você a ler, nas páginas 4 e 5, a seção Conheça seu livro, que explica como a obra está estruturada e ajudará no melhor aproveitamento do conteúdo deste livro, da coleção e das aulas. Durante seus estudos, conte sempre com a ajuda do(a) professor(a). Ele(a) poderá orientar seu trabalho, esclarecer dúvidas, auxiliar pesquisas e, principalmente, trocar ideias sobre os temas em estudo e sobre suas implicações na vida de cada um de vocês. Bom estudo! Os autores 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 3 7/2/18 1:14 PM Conheça seu livro 4 301 CAPÍTULO 18 | GEOMETRIA MOLECULAR SAIBA MAIS 1. O cheiro das coisas, de Bettina Malnic. Rio de Janeiro: Vieira & Lent. De todos os sentidos, o olfato é o que está mais intimamente ligado às re- giões do cérebro envolvidas a emoções e memórias. O livro desta pesqui- sadora brasileira, que trabalhou com Linda Buck nas pesquisas sobre a bioquímica do olfato, trata desse e de outros assuntos. 2. Se você se interessou pelo tema olfato, leia o livro O perfume, romance do escritor alemão Patrick Süskind. Rio de Janeiro: Record. Se preferir, veja o filme Perfume: a história de um assassino, que é uma adaptação do livro. Reflita 1. “Duas pessoas podem ser diferentes na maneira como cheiram o mundo.” Essa é uma das afirmações presentes no livro O cheiro das coisas, de Bettina Malnic. Você se lembra de alguma situação em que sua percepção de algum cheiro tenha sido muito diferente da de outra pessoa? 2. O texto acima enfatiza a importância do olfato para a sobrevivência humana. Você já passou por alguma situaçãoem que o uso do olfato tenha sido decisivo para sua integridade física? 3. Faça uma pesquisa sobre o prêmio Nobel: sua origem, as áreas contempladas por ele, alguns exemplos de premiação na área de Química. Depois, compartilhe com seus colegas as informações obtidas. Verifique se você tem habilidade para identificar algumas fragrâncias: escolha alguns perfumes pre- sentes em sua casa e coloque algumas gotas destes em pedaços separados de papel de filtro. Agitando então o papel de filtro próximo ao nariz, tente identificar o aroma sentido e compare-o com algu- ma outra fragrância que você conheça, de origem natural. Monte um quadro estabelecendo as relações. EXPLORE SEU MUNDO a descoberta do funcionamento do sistema olfatório significou um impor- tante avanço para a fisiologia.[…] Para Bettina Malnic, pesquisadora do Departamento de Bioquímica da Universidade de São Paulo que trabalhou com a laureada Linda Buck na Escola Médica de Harvard, em Boston, entre 1997 e 2000, o estudo dos receptores olfatórios é importante porque, ao explicar como o sistema nervoso interpreta odores do ambiente, impulsiona as pesquisas no cam- po da neurobiologia. “O sistema olfatório é praticamente um modelo didático para se entender o funcionamento do cérebro”, diz Malnic. “Seu estudo fornece, portanto, indícios sobre como o cérebro transforma informação em per- cepção e pode, assim, ajudar a entender melhor o sistema nervoso, ex- tremamente complexo e ainda não de todo conhecido.”Fonte: LEVY, Isabel. Descoberto o mistério do olfato. Ci•ncia Hoje, 4 out. 2004. Disponível em: <http://cienciahoje.org.br/acervo/ descoberto-misterio-do-olfato>. Acesso em: 28 jun. 2018. Cada célula receptora olfatória é capaz de detectar um número de substâncias aromáticas. J it la d a P a n w is e t/ S h u tt e rs to c k 139 CAPÍTU LO 10 | DESCO BRINDO A ESTR UTURA ATÔMIC A DA MA TÉRIA 2) uma região p raticam ente se m mass a envolv endo o núcleo e que a present a carga n egativa, denom inada e letrosfe ra. Rutherf ord con cluiu qu e, se o á tomo é formad o por du as regiõ es e é d escon- tínuo, a matéria também é desco ntínua. Interpre tando o s result ados de seu exp eriment o, Ruthe rford es tabelec eu uma relação entre o tamanh o dos át omos de ouro e s eus núc leos: o d iâmetro do átom o seria, a proxima dament e, 10 00 0 vezes maior q ue o diâ metro d o núcleo . Enqua nto o diâme tro do á tomo é da orde m de 10 210 m, o di âmetro do núcl eo é da ordem d e 102 14 m. Com ba se ness es dado s, Ruthe rford co ncluiu q ue o nú cleo é m uito peq ueno, mas co ncentra pratica mente t oda a m assa do átomo. De aco rdo com o mode lo planetá rio de R utherfo rd, a ele trosfera é pratic amente um vaz io. Até ago ra estu damos três mo delos a tômicos : de Da lton, Th omson e Rutherf ord. Se o átom o fosse como D alton pr eviu, o que Ru therford teria observa do ao re alizar s eu expe rimento ? A des cober ta do nêutr on Na sequ ência d os estu dos sob re a est rutura d o átomo , perceb eu-se q ue no núcleo d os átom os pode ria exist ir mais do que u m único próton. Entreta nto, ess e fato com promet eria a e stabilid ade do n úcleo, p ois entr e os pró tons (pa rtículas de cargas positiva s) existi riam for ças de r epulsão que pro vocariam a fragm entação do núcl eo. Como is so não o corria, R utherfo rd pass ou a adm itir a exi s- tência, no núcl eo, de p artícula s com m assa se melhan te à dos prótons , mas s em carg a elétric a. Essa s partíc ulas se rviriam para dim inuir a r epulsão entre o s próton s, aume ntando a es- tabilida de do n úcleo. Rutherf ord e se us colab oradore s realiza ram inú meros e x- perimen tos na t entativa de evid enciar a existên cia de ta is par- tículas, mas se m suce sso. So mente em 193 2 o físic o inglês James Chadwi ck (189 1-1974) , ao rea lizar ex perimen tos com materia l radioa tivo, des cobriu e ssas pa rtículas e as den ominou nêutron s. Logo, o modelo atômico clássico é o prop osto por Rutherf ord, com a in clusão d os nêut rons no núcleo . próton nêutron elétron Repres entaçã o do m odelo a tômico clássic o. Note qu e se tra ta da il ustraçã o de um modelo para o átomo , e não de um átomo. A d ils o n S e c c o /A rq u iv o d a e d it o ra CORES FAN TASIA AUSÊNCIA D E PROPORÇ ÃO A últi ma ba tata Rutherf ord nas ceu em 30 de a gosto d e 1871 na cida de de N elson, n a Nova Ze lândia. Ele e se us seis irmãos viviam e trabalh avam na fazenda da família. Ruther ford se g raduou no Cant erbury C ollege e , em 189 4, conse guiu uma bo lsa de e studant e pesqu isador n a presti giada U niversid ade de C am- bridge, no Rein o Unido . Segund o a lend a, ele e stava n a fazen da da fa mília qu ando so ube que havia g anhado a bolsa , e reag iu com a frase: “Acabo de colh er a mi nha última b atata”. A P IC /G e tt y I m a g e s Após Rutherford ter proposto seu modelo atômico, os cientistas direcionaram seus estudos para a distribuição dos elétrons na eletrosfera e fizeram progressos levando em conta conhecimentos prévios sobre a relação entre as ondas eletro- magnéticas e as cores. Essas descobertas os levaram a propor novos modelos atômicos. Ondas eletromagnéticas No início do século XVII, o cientista inglês Isaac Newton (1642-1727) observou que, quando a luz solar atravessa um prisma, ocorre uma separação dos com- ponentes da luz, dando origem a um conjunto de cores denominado espectro contínuo, uma vez que a mudança de uma cor para outra é praticamente im- perceptível. A ciência através dos tempos, de Attico Chassot. Editora Moderna. O livro faz um apanhado geral da história das grandes áreas científicas (Física, Biologia, Química), apresentando suas principais personagens e fatos marcantes, além de en- focar aqueles que usualmente não são mencionados na his- tória oficial. SAIBA MAIS Usando um prisma, Isaac Newton separou a luz visível formando um espectro com todas as cores do arco-íris. S c ie n c e P h o to L ib ra ry /L a ti n S to ck /B ib lio te c a N a c io n a l, P a ri s , F ra n ç a C o n c e it o g ra f/ A rq u iv o d a e d it o ra Representação do espectro contínuo. feixe de luz prisma espectro contínuo anteparo R e p ro d u ç ‹ o /E d it o ra M o d e rn a Após Rutherford ter proposto seu modelo atômico, os cientistas direcionaram seus estudos para a distribuição dos elétrons na eletrosfera e fizeram progressos levando em conta conhecimentos prévios sobre a relação entre as ondas eletro- magnéticas e as cores. Essas descobertas os levaram a propor novos modelos atômicos. Ondas eletromagnéticas No início do século XVII, o cientista inglês Isaac Newton (1642-1727) observou que, quando a luz solar atravessa um prisma, ocorre uma separação dos com- ponentes da luz, dando origem a um conjunto de cores denominado espectro contínuo, uma vez que a mudança de uma cor para outra é praticamente im- Evolução do modelo atômico 161 C A P Í T U L O 12 CAPÍTULO 12 | EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICO 1 U N I D A D E Químic a em nossa vida Em sua opiniã o, em q uais ou tras si tuaçõe s do di a a dia a Quím ica est á prese nte? a n e k o h o /S h u tt e rs to c k A Quím ica é a ciênci a que estuda a com posiçã o, a es trutur a, as pro prieda des e a s reaçõ es que envol vem a matér ia. Os con hecim entos quími cos nã o são u tilizad os som ente e m labora tórios; eles e stão p resent es em nosso dia a d ia e em tudo q ue nos ce rca. Po r exem plo, us amos a Quím ica qu ando c ozinha mos u m alimen to, qua ndo ut ilizam os um sabão para l avar n ossas roupas e até me smo q uando damo s parti da emum au tomóv el. NEST A UN IDAD E VA MOS ESTU DAR: • A Qu ímica e m nos so dia a dia. • Proc edime ntos ci entífic os. • Difer entes unidad es de m edida. 9 Um do s fenô menos que permit em os balões voarem pelo c éu é explica do pel a Quím ica. a Quím ica est á prese nte? Químic a em nossa vida Em sua opiniã o, em q uais ou tras si tuaçõe s do di a a dia Em sua opiniã o, em q uais ou tras si tuaçõe s do di a a dia a Quím ica est á prese nte? a Quím ica est á prese nte? a Quím ica est á prese nte? a Quím ica est á prese nte? A Quím ica é a ciênci a que estuda a com posiçã o, a es trutur a, as pro prieda des e a s reaçõ es que envol vem a matér ia. Os con hecim entos quími cos nã o são u tilizad os som ente e m labora tórios; eles e stão p resent es em nosso dia a d ia e em tudo q ue nos ce rca. Po r exem plo, us amos a Quím ica qu ando c ozinha mos u m alimen to, qua ndo ut ilizam os um sabão para l avar n ossas roupas e até me smo q uando damo s parti da em um au tomóv el. NEST A UN IDAD E VA MOS ESTU DAR: A Quím ica em nosso dia a d ia. Proced imento s cient íficos. Difere ntes u nidade s de m edida. Aurora boreal na Noruega. W a n R u C h e n /M o m e n t/ G e tt y I m a g e s NESTA UNIDADE VAMO S ESTUDAR: • História da Química. • Leis ponderais. • Teoria atômica de Dalton. • Modelo de Thomson. • Modelo de Rutherford. • Modelo de Rutherford-Bohr. 3 U N I D A D E 119 W a n R u C h e n /M o m e n t/ G e tt y I m a g e s A estrutura atômica A aurora boreal é um fenômeno luminoso que pode ser observa do nas regiões polares. Você sabia que a aurora boreal e stá relacionada com os componentes da matéria? Que c omponentes seriam estes? As atividades da seção Explore seu mundo trazem experimentos muito simples de investigação. Diversos boxes conversam com você para complementar informações, propor pesquisas ou refl exões, fazer alertas, sugerir ampliações, etc. Questões pouco convencionais que estimulam a pensar sobre a Química de uma maneira diferente e a observar o mundo e os fenômenos sob outras perspectivas. Aurora boreal na Noruega. NESTA UNIDADE VAMO S ESTUDAR: História da Química. Leis ponderais.Leis ponderais. Teoria atômica de Dalton. • Modelo de Thomson. • Modelo de Rutherford. • Modelo de Rutherford-Bohr. 119 A estrutura atômica A aurora boreal é um fenômeno luminoso que pode ser observa do A aurora boreal é um fenômeno luminoso que pode ser observa do nas regiões polares. Você sabia que a aurora boreal e stá relacionada com os Você sabia que a aurora boreal e stá relacionada com os componentes da matéria? Que c omponentes seriam estes? componentes da matéria? Que c omponentes seriam estes? 9 U N I D A D E 9 U N I D A D EGases Por que o piloto de caça deve usar uma máscara especial e o piloto de avião comercial não? Qual é a função da máscara utilizada pelo piloto de caça? razorbeam/Shutterstock Na imagem de abertura desta unidade temos um piloto de caça, um profissional altamente treinado para pilotar jatos de combate aéreo. Nela, é possível observar o uso de uma indumentária específica, bem diferente da utilizada pelos pilotos de aviação comercial, responsáveis por transportar diversos passageiros por longas distâncias, para os mais diferentes destinos. NESTA UNIDADE VAMOS ESTUDAR:• Teoria cinética dos gases.• Variáveis de estado.• Transformações gasosas.• Equação geral dos gases. • Equação de estado.• Misturas gasosas.• Densidade. 509 Os volumes da coleção estão organizados em unidades que reúnem capítulos com temas relativos a elas. A unidade se inicia sempre com um texto que explora algum aspecto interessante do que será estudado, uma imagem e uma questão, que propõe a você algumas refl exões. Os capítulos agrupados dentro das unidades detalham os conceitos, os relacionam com aqueles previamente discutidos e preparam o fundamento para os que virão a ser trabalhados. As imagens complementam e enriquecem o texto. Seções variadas, em pequenos boxes laterais, mantêm uma constante conversa com você. Os boxes Saiba mais apresentam sugestões de sites, livros, artigos, fi lmes, etc., que poderão auxiliar na compreensão de diversos conteúdos estudados ao longo desta coleção. 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 4 7/2/18 1:14 PM Decompo sição de m ateriais Material Tempo 16 UNIDAD E 1 | QUÍM ICA EM NO SSA VIDA Fundamen tando seu s conhecim entos Desenvolv endo seus conhecim entos Responda às questõ es: a) Em qua l desses m ateriais vo cê vai nota r alte- rações em menor es paço de te mpo? b) Quais s ão reciclá veis? c) Qual de les poderi a ser utiliz ado como adubo? 2. O símb olo ao lad o é usado para ressaltar u m dos pro cedimento s da “polític a dos 3 er res”. A qual pro cedimento ele está a s- sociado e qual é seu significad o? L e tt e ra S tu d io / A rq u iv o d a e d it o ra folhas chiclete filtro de c igarro bolinha d e gude pedaços d e plástico terra úmida 1. Ao long o da sua vid a, você pro vavelment e acumulo u uma série de conhec imentos qu ímicos, com o: • Para a massa do pão cresc er, devem os usar fermento. • O álcoo l e a gasol ina são co mbustíveis , por isso devemos m anuseá-lo s com cuid ado. • Muitos ácidos são corrosivo s. • A pólvo ra é um ex plosivo. C o n c e it o g ra f/ A rq u iv o d a e d it o ra M ill io ns to ck /S hu tt er st oc k L é o B u rg o s /F o lh a p re s s M ig re n ar t/ S hu tt er st oc k Ta n y a S id /S h u tt e rs to ck Agora sup onha que uma pess oa tenha c olocado entre duas camadas de terra ú mida os s eguintes materiais: chiclete, fil tro de cigar ro, bolinha de gude, folhas e pe daços de p lástico, con forme a ilu stração. Fonte: LIX O.COM.BR . Disponíve l em: <ww w.lixo.com .br>. Aces so em: 5 m ar. 2017. restos org ânicos de 2 mese s a 1 ano lata de alu mínio mais de 1 000 anos papel de 3 mese s a vários anos filtro de ci garro de 3 mese s a vários anos madeira 6 meses chiclete 5 anos lata de aç o 10 anos vidro mais de 1 0 000 anos plástico mais de 1 00 anos 1. Observe a tabela a baixo. Em qual desses m ateriais vo cê vai nota r alte- rações em menor es paço de te mpo? Qual dele s poderia ser utiliza do como a dubo? pedaços d e plástico terra úmida Muitos ác idos são c orrosivos. A pólvora é um expl osivo. C o n c e it o g ra f/ A rq u iv o d a e d it o ra M ill io ns to ck /S hu tt er st oc k M ill io ns to ck /S hu tt er st oc k M ig re n ar t/ S hu tt er st oc k M ig re n ar t/ S hu tt er st oc k 42 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Desafiando seus conhecimentos 1. O volume de petróleo extraído é dado em uma unidade de medida do sistema inglês, denominada barril (bbl), que equivale ao volume de 42 galões. A capacidade de um galão é de 3,785 L. A produção diária da bacia de Campos, no Rio de Janeiro, é de 1,49 milhão de barris. A ordem de produção diária aproximada, expressa em litros, é:a) 1012 b) 1010 c) 108 d) 105 e) 103 2. Considere a seguinte manchete de um jornal fictício: A pluviosidade anual em certa cidade varia de 1 300 a 2 400 mm. Chove mais em áreas montanhosas, como na serra do Mar. Com base no que você estudou até aqui, o que significa o trecho destacado na manchete? Considerando as informações abaixo, responda às questões 3 a 5. O gráfico mostra a variação da pressão atmosférica com a altitude. À medida que a altitude aumenta, a temperatura de ebulição das substâncias diminui. O cozimento de um alimento realizado em frasco aberto é favorecido pelo aumento da pressão. Em altitudes elevadas, o ar se torna rarefeito e o nosso organismo se adapta a essa condição produzindo uma maior quantidade de hemácias, célulasresponsáveis pelo transporte de oxigênio. Pressão (atm) Praia de Boa Viagem, Recife, PE São Paulo, SP La Paz, Bolívia Monte Everest, Nepal/China 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 0,2 Altitude (m) 790 0 3640 8840 Monte Everest, fronteira entre Nepal e Tibete. 8 840 m. La Paz, Bolívia. 3 640 m. Avenida Paulista,São Paulo, SP. 790 m. 1 2 3 4 1 2 3 4 Em diferentes altitudes,a pressão atmosférica apresenta diferentes valores. Praia de Boa Viagem, Recife, PE. 4 m. B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra V ix it /S h u tt e rs to ck G ra n d i/ S h u tt e rs to ck F re d S . P in h e ir o /S h u tt e rs to ck F ili p e F ra za o /S h u tt e rs to ck 55 591 Complemento CAPÍTULO 33 | DENSIDADE DOS GASES Lei de Graham Tanto a difusão como a efusão dos gases são fa- tos cotidianos. Para entender esses dois fenômenos, vamos ob- servar inicialmente o que ocorre com dois balões, um preenchido com gás nitrogênio (N 2 : M 5 28 g ? mol21) e o outro com gás hélio (He: M 5 4 g ? mol21) mantidos a uma mesma altura, com mesmo volume e nas mes- mas condições de temperatura e pressão. Vamos considerar também que a pressão no interior dos ba- lões é ligeiramente maior que a pressão atmosférica.Após algum tempo, observa-se que o volume do balão com He diminui sensivelmente, enquanto o volume do balão com N 2 diminui muito pouco. Os átomos de He têm uma massa menor que as moléculas de N 2 e apresentam uma velocidade maior. N 2 N 2 He He As paredes dos balões são ligeiramente permeá- veis por apresentarem poros microscópicos, através dos quais ocorre um fluxo de gases.O balão de He murchou muito mais que o de N 2 porque houve uma passagem maior de átomos de He do que moléculas de N 2 para fora do balão. Esse fenômeno é conhecido como efusão e depende da massa molar do gás considerado. Efusão: passagem de um gás através de pe-quenos orifícios. A passagem de um gás através de uma parede porosa é uma efusão, pois a pa-rede porosa é um conjunto de pequenos orifícios. Os gases He e N 2 , ao saírem espontaneamente de seus balões, misturaram-se com o ar. Esse fenô- meno é conhecido como difusão e é comum a todos os gases. Difusão: propriedade de duas ou mais subs-tâncias misturarem-se espontaneamente, resul-tando em soluções (misturas homogêneas), quando colocadas em presença umas das outras.Dois ou mais gases, colocados em presença uns dos outros, misturam-se espontaneamente originan- do soluções gasosas. Dessa maneira, não existe mistura heterogênea, ou sistema polifásico, consti- tuída de dois ou mais gases.O fenômeno da difusão é corriqueiro e pode ser frequentemente observado: os gases que saem do escapamento dos automóveis e os lançados pelas chaminés das fábricas difundem-se e “perdem-se” na atmosfera (ar), devido à desproporção entre o vo- lume desses gases e o volume de ar.Quando, por exemplo, um vidro de perfume se quebra no canto de uma sala, depois de pouco tem- po sente-se o cheiro do perfume em todo o ambien- te. Isso ocorre devido a sua difusão no ar, espalhan- do-se por todos os pontos do local.Comparando gases diferentes nas mesmas con- dições de pressão e temperatura, pode-se estabele- cer uma relação matemática entre suas velocidades de difusão e suas massas molares.Considerando que quaisquer gases, na mesma temperatura, apresentam a mesma energia cinética média (E) para suas partículas, temos: 5E M v 2 A A A 2 5E M v 2 B B B 2 gás A gás B Como E A 5 EB, temos: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ 5 5 5 5 M v 2 M v 2 M v M v v v M M v v M M A A 2 B B 2 A A 2 B B 2 A 2 B 2 B A A B B A Essa relação entre a velocidade média das partí- culas e a massa molar dos gases foi deduzida pelo químico britânico Thomas Graham (1805-1869) e é conhecida por lei de Graham. Lei de Graham: nas mesmas condições de P e T, as velocidades de efusão e difusão de dois gases são inversamente proporcionais à raiz quadrada de suas massas molares. Difusão e efusão de gases L u iz F e rn a n d o R u b io / A rq u iv o d a e d it o ra Nas equações, v é a velocidade média das partículas e M é a massa molar. Leia, analise e responda 581 CAPÍTULO 32 | MISTURA D E GASES Leia, analise e responda 581 J u p it e r U n lim it e d /I m a g e P lu s Gases para m ergulho Trimix é o term o utilizado par a definir uma mistura de trê s gases. Na m istura respiratória pa ra mergulho t écnico (grande s profundidad es) o trimix é c omposto por oxigênio, n itrogênio e hél io. O gás nitrogên io presente no s cilindros de mergulho con tendo ar comp rimido tem ação narc ótica em profu ndidades supe riores a 30 me tros. Para evit ar esse efeito, substit ui-se uma pa rte do nitrogê nio por hélio, o que també m ajuda a manter a pres são parcial do oxigênio dent ro dos limites aceitáveis — a té 1,6 atm. Quando o mer gulhador se ex põe a pressões parciais de ox igênio acima d e 1,6 atm, ele corre o ris co de se intoxi car com esse gás. De acordo com o texto, respo nda às questõ es 1 a 3. 1. Produziu-s e uma mistur a trimix com 13% em volum e de oxigênio, 52% em volume de hél io e o restante de nitrogênio (trimix 13/52) a ser armazena da em um cilindro de 2 400 litros p ara um mergu lho a 90 metr os de profund idade. Calcule os vol umes parciais dos gases ox igênio, hélio e nitrogênio co ntidos nesse equipam ento. 2. Sabendo-s e que nessa m istura (trimix 1 3/52) a pressã o parcial do n itrogênio é de 3,5 atm, c alcule a press ão parcial do g ás oxigênio e r esponda se el a está dentro dos lim ites permitido s. 3. O mergulh o livre é feito sem o auxílio de equipamen tos respiratór ios. Desse modo, o merg ulhador conta somente com o ar de seus p ulmões. Qual a rela- ção entre os vo lumes de nitro gênio existent es em um volu me de 3 litros de ar, com composiç ão de 80% de N2, e 3 litros da mistu ra trimix citad a acima? 581 CAPÍTULO 32 CAPÍTULO 32 | MISTURA D E GASES | MISTURA DE GASES A mistura res piratória ideal para mergulho dep ende da profundidade que será ating ida. 392 UNIDADE 6 | FUNÇÕES INORGÂNICAS Usando vegetais e flores como indicadores de pHMuitas flores e vegetais com cores fortes, especialmente vermelhas e roxas, contêm componentes que mudam de cor em diferentes pH. Alguns exemplos são o repolho roxo, a beterraba, o açaí, a amora e as pétalas de rosa vermelha. Material necessário • repolho roxo; • água; • liquidificador; • coador ou papel de filtro usado para fazer café;• alguns copos; • etiquetas; • lápis ou caneta para indicar o conteúdo de cada copo; • vários produtos que você provavelmente tem em sua casa: vinagre branco, suco de limão, refri- gerante de limão, leite de magnésia, limpa-vidros, sabonete branco, sabão de coco, antiácido, aspirina, sal e açúcar. Procedimento Coloque algumas folhas de repolho roxo no liquidificador com um pouco de água, bata por dois minutos e deixe em repouso por cinco minutos.Em seguida, filtre o suco de repolho e recolha o filtrado. Coloque o filtrado em vários copos e rotule cada um, indicando o nome do material que você irá adicionar a cada copo. Adicione a cada um dos copos uma pequena amostra dos materiais mencionados acima e agite. Compare as cores obtidas com as cores da escala da página 387. Discussão 1. Quais produtos testados têm caráter ácido? Anote o seu pH. 2. Quais produtos testados têm caráter básico? Anote o seu pH. 3. Quais produtos testados têm caráter neutro? Atenção: pH 5 7 é neutro a 25 °C. Repita o experimento substituindo o repolho roxo por outro produto. Atividade prática fo to h u n te r/ S h u tt e rs to ck A n n a K u ch e ro v a /S h u tt e rs to ckA n n a K u ch e ro v a / S h u tt e rs to ck V ik ta r M al ys hc hy ts/ Shu tterst ock A n n a K u ch e ro v a / A n n a K u ch e ro v a / S h u tt e rs tock S h u tt e rs to ck A seção Leia, analise e responda é outro momento do livro que explora a interdisciplinaridade, com textos sucintos que enfatizam o caráter interdisciplinar da Química. Na seção Atividade prática, por meio de procedimentos simples, são propostos experimentos e observações que tornam mais concretos alguns aspectos da Química. Com o intuito de ampliar os assuntos tratados em algumas unidades, a seção Complemento apresenta conceitos complementares aos trabalhados ao longo do capítulo, trazendo teorias e exercícios que possibilitam aprofundar seus conhecimentos em Química. 516 Conexão Saœde UNIDADE 9 | GASES Por que sentimos a orelha ÒentupirÓ? A sensação de a orelha “entupir”, provocando uma diminuição da sensibilida- de auditiva, é denominada autofonia. A autofonia pode apresentar diversas causas, no entanto, a mais comum delas é a diferença de altitude. O fenômeno é provo- cado por uma momentânea diferença de pressão entre as regiões internas e ex- ternas à orelha. Ao subirmos a serra em uma viagem de carro, por exemplo, podemos sentir o entupimento da orelha ou até mesmo dores, isso ocorre prin- cipalmente, pois, em maiores altitudes, temos a diminuição da pressão atmosfé- rica (pressão externa), ao passo que a pressão interna das orelhas permanece a mesma. A maior pressão interna força a membrana timpânica em direção ao exterior, podendo provocar uma forte sensação de dor. Com o tempo a porção extra de ar na região interna das orelhas acaba escapando, equilibrando as pres- sões e eliminando a autofonia. Uma maneira de ajudar o reequilíbrio das pressões é engolir saliva, beber líquidos, mascar chicletes ou ainda bocejar. Fontes: TRO, Nivaldo J. Chemistry: A Molecular Approach. 3. ed. Pearson Education Inc., 2014. p. 196; Disponível em: <http://www.aparelhoauditivo.com/por-que-o-ouvido-entope-na-serra/>. Acesso em: 19 jan. 2018. O desconforto que você pode sentir ao subir uma serra é causado por um desequilíbrio de pressão entre as cavidades de sua orelha e o ar exterior. L á p is 1 3 B /A rq u iv o d a e d it o ra Membrana timpânica Pressão externa reduzida Pressão normal A pressão força a membrana timpânica para fora, causando dor. CORES FANTASIA AUSÊNCIA DE PROPORÇÃO Ao longo dos capítulos, você vai encontrar a seção Conexão, com textos acompanhados de atividades que exploram a relação entre a Química e os mais variados campos de interesse por meio de temas variados, dialogando de modo interdisciplinar com as demais ciências da natureza e com os temas transversais saúde, ambiente, cidadania, pluralidade cultural. O objetivo é que você desenvolva um olhar mais completo sobre cada tema e perceba quanto a Química depende das outras ciências. Para pôr em prática e consolidar seu aprendizado, você tem, ao longo dos capítulos, as seções Fundamentando seus conhecimentos, Desenvolvendo seus conhecimentos e Desafi ando seus conhecimentos. 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 5 7/2/18 1:14 PM 6 Sumário Capítulo 11 – Principais características do átomo 146 Capítulo 12 – Evolução do modelo atômico 161 UNIDADE 4 – TABELA PERIÓDICA 195 Capítulo 13 – Bases da organização dos elementos 196 Capítulo 14 – Propriedades periódicas 221 UNIDADE 5 – INTERAÇÕES ATÔMICAS E INTERMOLECULARES 243 Capítulo 15 – Ligações iônicas ou eletrovalentes 244 Capítulo 16 – Ligações covalentes 257 Capítulo 17 – Ligações metálicas 284 Capítulo 18 – Geometria molecular 296 Capítulo 19 – Polaridade 307 Capítulo 20 – Interações moleculares 317 Capítulo 29 – Massa dos átomos 488 UNIDADE 9 – GASES 509 Capítulo 30 – Gases e suas transformações 510 Capítulo 31 – Quantidade de matéria e equação de estado 553 Capítulo 32 – Mistura de gases 567 Capítulo 33 – Densidade dos gases 582 UNIDADE 10 – ESTEQUIOMETRIA 595 Capítulo 34 – Cálculos estequiométricos 596 Capítulo 35 – Os coeficientes e as quantidades de substância (mol) 618 Capítulo 36 – As reações no laboratório e na indústria 633 UNIDADE 1 – QUÍMICA EM NOSSA VIDA 9 Capítulo 1 – A Química e o nosso mundo 10 Capítulo 2 – Como pensam os cientistas? 20 Capítulo 3 – Grandezas e medidas 25 UNIDADE 2 – O QUE COMPÕE O NOSSO MUNDO 45 Capítulo 4 – Química – Uma ciência experimental 46 Capítulo 5 – Matéria e seus estados físicos – Energia 52 Capítulo 6 – Composição da matéria 71 Capítulo 7 – Separando misturas 86 Capítulo 8 – Transformações da matéria 113 UNIDADE 3 – A ESTRUTURA ATÔMICA 119 Capítulo 9 – História da Química 120 Capítulo 10 – Descobrindo a estrutura atômica da matéria 134 UNIDADE 6 – FUNÇÕES INORGÂNICAS 347 Capítulo 21 – Dissociação e ionização 348 Capítulo 22 – Ácidos 361 Capítulo 23 – Bases ou hidróxidos 381 Capítulo 24 – Sais 394 Capítulo 25 – Óxidos 419 UNIDADE 7 – REAÇÕES QUÍMICAS 451 Capítulo 26 – Balanceamento das equações químicas 452 Capítulo 27 – Tipos de reação 461 Capítulo 28 – Condições para a ocorrência de reações 469 UNIDADE 8 – RELAÇÕES DE MASSA 487 Parte I – Geral Parte II – Geral 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 6 7/2/18 1:14 PM 7 UNIDADE 1 – QUÍMICA EM NOSSA VIDA 9 Capítulo 1 – A Química e o nosso mundo 10 Cenários de atuação da Química 12 Capítulo 2 – Como pensam os cientistas? 20 Procedimentos científicos 20 Procedimentos científicos no dia a dia 21 Atividades práticas – Imaginando explicações (hipóteses) 24 Capítulo 3 – Grandezas e medidas 25 O Sistema Internacional de Unidades (SI) 25 Unidades de medida 26 Conexão – Saúde 35 Atividade prática – Construção de um densímetro 36 UNIDADE 2 – O QUE COMPÕE O NOSSO MUNDO 45 Capítulo 4 – Química – Uma ciência experimental 46 O laboratório de Química 46 Transmissão de informações científicas e tecnológicas 47 Conexão – Cotidiano 48 Responsabilidade ambiental no laboratório e em casa 49 Capítulo 5 – Matéria e seus estados físicos – Energia 52 Os estados físicos da matéria 53 Mudanças de estado físico 54 Atividade prática – De onde surge a água? 70 Capítulo 6 – Composição da matéria 71 Substâncias puras 72 Misturas 73 Sistemas 76 Leia, analise e responda – Água do mar 85 Capítulo 7 – Separando misturas 86 Métodos de separação 87 Conexão – Sociedade 88 Outros materiais de laboratório 95 Conexão – Cidadania 96 Conexão – Meio ambiente 110 Atividades práticas – Para separar sal de areia/ Cromatografia em papel 112 Capítulo 8 – Transformações da matéria 113 Transformações físicas e químicas 113 UNIDADE 3 – A ESTRUTURA ATÔMICA 119 Capítulo 9 – História da Química 120 Leis ponderais 121 Teoria atômica de Dalton 124 As explicações de Dalton para as leis ponderais 126 Capítulo 10 – Descobrindo a estrutura atômica da matéria 134 Características elétricas da matéria 134 O estudo do átomo 135 Atividade prática – Levantando hipóteses e criando um modelo: uma caixa-surpresa 145 Capítulo 11 – Principais características do átomo 146 Número atômico (Z) 146 Número de massa (A) 147 Determinação do número de nêutrons (n) 147 Elemento químico 147 Semelhanças atômicas 150 Conexão – Tecnologia 151 Sumário – Parte I 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 7 7/2/18 1:14 PM 8 Sumário Capítulo 12 – Evolução do modelo atômico 161 Ondas eletromagnéticas 161 Conexão – Saúde 164 Modelo atômico de Rutherford-Böhr 165 Conexão – Tecnologia 167 A eletrosfera 168 Conexão – Física 174 Conexão – Cidadania 176 Complemento – Modelo quântico 187 UNIDADE 4 – TABELA PERIÓDICA 195 Capítulo 13 – Bases da organização dos elementos 196 As primeiras tabelas periódicas 196 A tabela periódica atual 198 Conexão – Saúde, meio ambiente e cidadania 208 Capítulo 14 – Propriedades periódicas 221 Raio atômico: o tamanho do átomo 221 Energia (ou potencial) de ionização 223 Afinidade eletrônica ou eletroafinidade 226 Eletronegatividade 227 Propriedades físicas dos elementos 228 Conexão – Tecnologia e sociedade 240UNIDADE 5 – INTERAÇÕES ATÔMICAS E INTERMOLECULARES 243 Capítulo 15 – Ligações iônicas ou eletrovalentes 244 Ligações químicas e estabilidade 244 Ligação iônica ou eletrovalente 246 Conexão – Saúde 250 Capítulo 16 – Ligações covalentes 257 A ligação covalente e a tabela periódica 258 Compostos moleculares 259 Complemento – Exceções à regra do octeto 270 Alotropia 275 Propriedades das substâncias moleculares 279 Capítulo 17 – Ligações metálicas 284 Formação de ligas metálicas 285 Diferenças entre retículos cristalinos 286 Leia, analise e responda – Os sinos e as ligas metálicas 293 Conexão – Cidadania 294 Capítulo 18 – Geometria molecular 296 Conexão – Biologia 300 Atividade prática – Repulsão dos pares eletrônicos 306 Capítulo 19 – Polaridade 307 Polaridade das ligações 307 Polaridade de moléculas 310 Capítulo 20 – Interações moleculares 317 Estado físico e interações intermoleculares 317 Moléculas apolares 318 Moléculas polares 319 Temperaturas de fusão e ebulição 322 Polaridade e solubilidade 323 Atividade prática – Produzindo grandes bolhas de sabão 338 Gabarito da Parte I 339 1CONECTEQuim_MERC18Sa_INIC_p001a008.indd 8 7/2/18 1:14 PM 1 U N I D A D E 1 U N I D A D E Química em nossa vida Em sua opinião, em quais outras situações do dia a dia a Química está presente? a n e k o h o /S h u tt e rs to c k A Química é a ciência que estuda a composição, a estrutura, as propriedades e as reações que envolvem a matéria. Os conhecimentos químicos não são utilizados somente em laboratórios; eles estão presentes em nosso dia a dia e em tudo que nos cerca. Por exemplo, usamos a Química quando cozinhamos um alimento, quando utilizamos um sabão para lavar nossas roupas e até mesmo quando damos partida em um automóvel. NESTA UNIDADE VAMOS ESTUDAR: • A Química em nosso dia a dia. • Procedimentos científicos. • Diferentes unidades de medida. 9 Um dos fenômenos que permitem os balões voarem pelo céu é explicado pela Química. a Química está presente? 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 9 7/2/18 1:20 PM M o n k e y B u s in e s s I m a g e s /S h u tt e rs to ck M o n k e y B u s in e s s I m a g e s /S h u tt e rs to ck 10 C A P Í T U L O UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA 1 A Química e o nosso mundo Aula de Química. Neste ano você começará a ter aulas de Química e deve estar imaginando o que vai estudar nessa disciplina, não é mesmo? Para ajudar a responder a essa pergunta, vamos pensar em algumas questões do seu dia a dia e que despertam sua curiosidade. Algumas delas podem ser respondidas utilizando conhecimentos químicos. Você já se interessou, por exemplo, em saber por que um surfista passa para- fina em sua prancha? Qual é a origem da parafina e por que ela não se dissolve na água do mar? Já pensou em quais são as substâncias utilizadas em uma tatuagem? Será que existe algum risco em utilizá-las? Muitas vezes, ao passarmos perto de um veículo com o motor funcionando, vemos a liberação de fumaça. De que componentes essa fumaça é formada? Talvez você já tenha procurado saber como o oxigênio é transportado no seu corpo ou até mesmo por que analgésicos que têm como componente o ácido acetilsalicílico (AAS) costumam aliviar as dores de cabeça. Assim como você, os químicos também são curiosos em relação aos fatos e fenômenos do nosso mundo. Veja a seguir como os conhecimentos químicos podem nos ajudar a responder a algumas dessas questões. 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 10 7/2/18 1:20 PM 11CAPÍTULO 1 | A QUÍMICA E O NOSSO MUNDO M ik h a il_ K a y l/ S h u tt e rs to ck D m it ri i E re k h in s k ii/ S h u tt e rs to ck Qual é a origem da parafina utilizada pelos surfistas em suas pranchas? A parafina é uma mistura de substâncias denominadas hidrocarbonetos, isto é, formadas por carbono e hidrogênio. Os hidrocarbonetos são insolúveis em água e obtidos a partir da destilação fracionada do petróleo. Tinta utilizada para fazer tatuagem permanente. A utilização da parafina aumenta a aderência do surfista à sua prancha, o que favorece suas manobras. Quais são as substâncias utilizadas nas tatuagens? A técnica utilizada na tatuagem definitiva consiste em introduzir na derme, com o auxílio de agulhas, pigmentos coloridos que ficam retidos nas células des- sa camada da pele de maneira permanente. Os mais comuns são carbono (preto), sais de cádmio (amarelos ou vermelhos) e sais de crômio (verdes). Quando uma pessoa decide fazer esse tipo de tatuagem, deve estar conscien- te de que o processo é doloroso, permanente e pode trazer riscos à saúde. Todo o material utilizado deve ser descartável, para evitar a contaminação de agentes patológicos que causam doenças como as hepatites B e C e a aids. Como um veículo produz a fumaça que vemos nas ruas de algumas cidades? A fumaça liberada pelos escapamentos dos veículos pode conter óxidos de carbono, de nitrogênio e de enxofre. Além disso, caso o motor do veículo não esteja regulado corretamente, pode ocorrer a combustão incompleta do combus- tível, com liberação de partículas sólidas de carvão (material particulado), res- ponsável pela cor escura da fumaça. Essas emissões contribuem de maneira expressiva para o problema da poluição do ar. Além de manter o motor do carro regulado para evitar a combustão incomple- ta, outra maneira de reduzir a emissão de poluentes pelos veículos é encher os pneus de acordo com a pressão recomendada pelo fabricante. Isso melhora o desempenho do carro, reduz a quantidade de combustível utilizado e, consequen- temente, diminui a emissão de gases poluentes no ar. Quanto mais escura a fumaça, maior a quantidade de carvão (material particulado) presente. Poluição atmosférica Ao longo dos últimos anos, a redução da poluição do ar tem sido uma das principais preocupações da maioria dos países do mundo. Em outubro de 2015, um documento da Organização Mundial da Saú- de (OMS) mostrou que mais de 7 milhões de pessoas morrem anualmente em decorrência desse tipo de poluição. Pesquise outras ações que podem ser realizadas por nós e pelos órgãos governamentais responsá- veis pelo combate à poluição atmosférica. Compartilhe essas informações com os colegas. Depois, vocês podem, por exemplo, criar uma campanha educativa para orientar as pessoas de sua comunidade a adotarem ações para corrigir e prevenir problemas de poluição do ar. W e s te n d 6 1 /G e tt y I m a g e s p h o to g e rs o n /S h u tt e rs to ck 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 11 7/2/18 1:20 PM Modelo de estruturas proteicas que compõem a hemoglobina. 12 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Como o oxigênio é transportado em nosso corpo? A hemoglobina é uma proteína que está presente nas hemácias, também co- nhecidas por glóbulos vermelhos ou eritrócitos. Essa proteína se liga ao gás oxigênio que chega aos pulmões e o transporta para todas as células do corpo, onde será utilizado em processos de obtenção de energia. Ao liberar o gás oxigênio nas células, a hemoglobina se liga ao dióxido de car- bono (CO 2 ), transportando-o até os pulmões, onde será liberado. Por que os analgésicos que têm como componente o ácido acetilsalicílico (AAS) costumam aliviar as dores de cabeça? Quando uma parte do corpo sofre um dano ou uma infecção, são produzidas substâncias denominadas prostaglandinas, responsáveis por desencadear um processo inflamatório, geralmente caracterizado por dor, edema e febre. A ação do ácido acetilsalicílico consiste em bloquear a síntese de prostaglandinas, redu- zindo a inflamação e seus efeitos. 12 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA A tecnologia de conversão da energia solar em energia elétrica por meio de células fotovoltaicas exige grandes áreas e ainda envolve custos muito elevados, especialmente para uso em larga escala. Cenáriosde atuação da Química Obtenção de energia Para que possamos viver, nosso organismo depende de energia, obtida a partir de processos químicos. A sociedade atual é dependente de energia para funcionar da maneira que a conhecemos. Por muitos anos, o ser humano tem utilizado combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral, gás natural) como fonte de energia. Porém, a utilização desses combustíveis apresenta alguns inconve- nientes: não são renováveis e o seu uso causa impactos ambientais negativos. As Ciências da Natureza, entre elas a Química, têm papel fundamental na pesquisa de novas fontes de energia que, além de renováveis, sejam limpas, isto é, causem impacto ambiental mínimo. Uma dessas fontes é a energia solar: por meio de células fotovoltaicas (também chamadas fotoelétricas), a energia solar é transformada em energia elétrica. A B 12 ibreakstock/ Shutterstock A. Há muitos tipos de dor de cabeça; por isso, sempre que a dor for persistente, é fundamental procurar ajuda médica e não se automedicar. B. A Spiraea ulmaria é uma planta na qual está presente o ácido salicílico (também conhecido por ácido espireico), substância utilizada na preparação do ácido acetilsalicílico (AAS). S y d a P ro d u c ti o n s /S h u tt e rs to ck C h ri s P a ck P h o to g ra p h y /S h u tt e rs to ck Gerson Gerloff/Pulsar Imagens CORES FANTASIA AUSÊNCIA DE PROPORÇÃO 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 12 7/2/18 1:20 PM 13CAPÍTULO 1 | A QUÍMICA E O NOSSO MUNDO Outra fonte de energia elétrica é a energia nuclear. A obtenção de energia elétrica a partir da energia nuclear é baseada no fenômeno da fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um átomo seguida da liberação de uma quanti- dade maciça de energia. Trata-se de uma importante fonte de energia em vários países, como nos Estados Unidos e no Japão. Seu uso tem, entre outras vantagens, a ocupação de áreas relativamente pequenas para a instalação das usinas. En- tretanto, o uso desse tipo de energia envolve alguns riscos, que vão do acúmulo de resíduos radioativos produzidos no processo ao risco de acidentes, que, em- bora raros, causam danos irreparáveis ao ambiente e aos seres vivos. Usina nuclear em Temelin, na República Tcheca. Os principais elementos químicos presentes no Sol são o hidrogênio, aproximadamente 92%, e o hélio, 7,8%. A fusão nuclear, ao contrário da fissão nuclear, é um fenômeno no qual ocorre a colisão e a fusão entre dois átomos com enorme liberação de energia. Esse processo só ocorre naturalmente nas estrelas, como o Sol, pois depende de con- dições de pressão e temperatura altíssimas. A fusão nuclear pode, no futuro, vir a ser uma importante fonte de energia elétrica, ambientalmente limpa, porém atualmente ainda não foram desenvolvidas tecnologias que viabilizem o uso da energia liberada na fusão nuclear. Agricultura e alimenta•‹o Ao longo da história da humanidade, uma unidade agrícola familiar produzia seu próprio alimento e garantia sua sobrevivência. Para isso, utilizavam-se adubos naturais, ferramentas artesanais e animais de tração em pequenas áreas rurais. Porém, com a crescente necessidade de melhorar as colheitas, tan- to em quantidade como em qualidade, para abastecer grandes popula- ções e atender às demandas de mercado, a agricultura familiar se tornou impraticável. Fez-se necessário um grande suporte tecnológico, que envolve também a indústria química para produzir substâncias como: • pesticidas ou defensivos agrícolas – destinados ao controle de pragas e plantas daninhas nas plantações; • fertilizantes – destinados a melhorar a qualidade do solo e recu- perar solos desgastados pelo uso intensivo. No entanto, o uso indiscriminado dessas substâncias sem o devido controle e fiscalização tem levado a sérias degradações ambientais, além de apresentar graves riscos à saúde humana. Este é um desafio para a Química: buscar produtos menos agressivos ao meio ambiente e aos seres vivos. Os defensivos agrícolas evitam a ocorrência ou a propagação de pragas, aumentando a produtividade das lavouras. Porém, se usados de maneira indiscriminada, trazem danos ao ambiente e à saúde, tanto de quem os aplica como de quem consome os produtos em que foram aplicados. M a rt in L is n e r/ S h u tt e rs to c k A m a n d a C a rd e n /S h u tt e rs to c k A lf R ib e ir o /S h u tt e rs to c k 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 13 7/2/18 1:20 PM 14 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Medicina e saúde A indústria química, assim como a farmacêutica, tem papel fundamental no desenvolvimento da Medicina, pois participa de pesquisas e desenvolvimento de novos medicamentos e técnicas diagnósticas, importantes para o aumento da expectativa de vida e a melhoria da qualidade de vida da população. O desenvol- vimento de vacinas e antibióticos, por exemplo, diminuiu de maneira significativa o índice de mortalidade. Além disso, exames clínicos, como os de sangue e de urina, são feitos com base em reações químicas. Outras doenças, como a dengue e a febre amarela, são controladas por meio de vacinas, de campanhas educativas junto à população e de combate ao mosqui- to transmissor com inseticidas desenvolvidos pela indústria química. [A] vacina contra febre amarela é a medida mais importante para prevenção e controle da doença e apresenta eficácia de aproximadamente 95%, além de ser reconhecidamente eficaz e segura. Entretanto, assim como qualquer vacina ou medicamento, pode causar eventos adversos como febre, dor local, dor de cabeça, dor no corpo, entre outros. Portanto, mesmo em um momento de inten- sificar as ações de vigilância da febre amarela, é necessário orientar a população quanto à necessidade de se vacinar. Fonte: <https://noticias.r7.com/saude/saiba-quem-deve-se-vacinar- contra-a-febre-amarela-19012017>. Acesso em: 16 jan. 2018. A Química também tem um papel importante no estabelecimento de políticas públicas de saneamento básico. Doenças como a cólera podem ser prevenidas com o consumo de água tratada com produtos como o cloro. Tecnologia e cidadania Se você olhar à sua volta, na escola, na rua ou em casa, identificará muitos materiais e equipamentos que facilitam a vida das pessoas: móveis, veículos, eletrodomésticos, equipamentos eletrônicos, etc. Eles são a aplicação tecno- lógica de descobertas científicas, muitas das quais se de- ram no século XX. Há sempre um intervalo de tempo entre a descoberta feita pela ciência e sua aplicação tecnológica. Esse inter- valo depende de fatores como rapidez em que é comuni- cada a descoberta, verificação de sua possível aplicação prática e produção em larga escala, entre outros. Ao mesmo tempo que o desenvolvimento tecnológico melhora a qualidade de vida do ser humano, ele também modifica drasticamente o ambiente e os recursos naturais, causando, muitas vezes, poluição do ar e das águas e alte- rações das cadeias alimentares. Daí a importância, para a sociedade, de discutir e identificar até que ponto o avanço tecnológico pode ser benéfico, definir critérios para a ex- ploração dos recursos naturais e estudar formas de rea- proveitar os resíduos dos processos tecnológicos. Para participarmos dessa discussão, precisamos ter acesso a informações confiáveis e adquirir conhecimentos. As aulas de Química são uma oportunidade para que você compreenda o papel da ciência e da tecnologia na sua vida diária e possa tomar decisões como consumidor e cidadão. A vacina da febre amarela contém antígenos que estimulam a produção de anticorpos que evitam que o vírus se desenvolva. Napoleão Bonaparte (1769-1821) observa o cientista italiano Alessandro Volta (1745-1827) demonstrar o funcionamento de uma pilha elétrica, inventada por Volta em 1800. Esse dispositivo permitiu aproveitar a energia elétrica produzida por algumas transformações químicas.O invento possibilitou, ao longo do tempo, desenvolver equipamentos e tecnologias, como a televisão (1924), os computadores (1946), a internet (1969) e os telefones celulares (1973). Litografia colorida, artista desconhecido, 1901. C h ic o F e rr e ir a /P u ls a r Im a g e n s L e e m a g e /U n iv e rs a l Im a g e s G ro u p /G e tt y I m a g e s 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 14 7/2/18 1:20 PM 15CAPÍTULO 1 | A QUÍMICA E O NOSSO MUNDO Existem várias entidades envolvidas com a reciclagem. Todas elas mantêm sites informativos. Abaixo, indicamos alguns deles: • <www.cempre.org.br> • <www.reciclatesc.org.br/quem_somos.php> • <www.recicloteca.org.br> • <www.centraldareciclagem.org> Acesso em: 25 jul. 2017. SAIBA MAIS Consumo e ambiente Com a Revolução Industrial, que teve início no século XVIII, ocorreu uma grande mudança no padrão de consumo da socie- dade. As indústrias passaram a produzir mais, em um tempo cada vez menor. Com esse consequente aumento de produtividade, um novo tipo de lixo passou a ser gerado, e em escala cada vez maior: o lixo industrial. Hoje as grandes indústrias produzem uma enorme quantida- de e variedade de produtos, com preço acessível e destinados a um número maior de pessoas. Ficou mais fácil comprar, usar, descartar, substituir produtos por outros mais “modernos”… e gerar mais lixo. Segundo dados de 2012 do Ministério do Meio Ambiente, cada brasileiro produz, em média, 1,1 kg de lixo diariamente. Em todo o país, são coletadas 188,8 toneladas de resíduos sólidos por dia e, em mais de 50% dos municípios, os resíduos não têm destina- ção adequada e são depositados em lixões. Para minimizar o impacto ambiental causado por essa enorme quantidade de lixo gerado é extremamente importante, tanto local como globalmente, que todos se comprometam com a chamada “política dos 3 erres”, cuja aplicação envolve: • Redução do lixo produzido – envolve o consumo conscien- te, ou seja, a redução do consumo de produtos. • Reutilização – envolve o reúso dos objetos, por exemplo, embalagens plásticas e de vidro. Essa prática evita a com- pra de recipientes e o descarte das embalagens utilizadas. • Reciclagem – envolve a transformação de materiais já uti- lizados, como papel, vidro, alumínio, plástico e embalagens diversas em matéria-prima para a produção de novos ob- jetos. Além de diminuir o acúmulo de lixo e ajudar na pre- servação das fontes naturais, é mais econômico, já que em vários casos é mais barato reciclar do que produzir utilizan- do matérias-primas novas. Algumas entidades e pessoas que trabalham com questões relacionadas aos problemas do lixo sugerem a adoção de um quarto erre: o de repensar. Repensar nossos hábitos e atitudes é fundamental para amenizar o problema do lixo. Reutilizar: Por que não reaproveitar potes e garrafas de plástico e de vidro em vez de jogá-los fora? Basta lavá-los bem e etiquetá-los para identificar seu novo conteúdo. Reciclar: Para que a reciclagem ocorra, o primeiro passo é separar os materiais e contar com a coleta seletiva. O uso de lixeiras diferentes para cada tipo de material facilita a separação. A participação de cada cidadão é importante, assim como a existência de um serviço eficiente de coleta e transporte do lixo reciclável. s la d e re r/ S h u tt e rs to ck G M V o zd /E + /G e tt y I m a g e s F e rn a n d o F a v o re tt o /C ri a r Im a g e m Reduzir: Precisamos de tantas embalagens para um só produto? 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 15 7/2/18 1:20 PM Decomposição de materiais Material Tempo 16 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Fundamentando seus conhecimentos Desenvolvendo seus conhecimentos Responda às questões: a) Em qual desses materiais você vai notar alte- rações em menor espaço de tempo? b) Quais são recicláveis? c) Qual deles poderia ser utilizado como adubo? 2. O símbolo ao lado é usado para ressaltar um dos procedimentos da “política dos 3 erres”. A qual procedimento ele está as- sociado e qual é seu significado? Nas folhas. A bolinha de gude e os pe- daços de plástico. As folhas. Reciclar; a reciclagem gera economia fi nanceira. L e tt e ra S tu d io / A rq u iv o d a e d it o ra folhaschiclete filtro de cigarro bolinha de gude pedaços de plástico terra úmida 1. Ao longo da sua vida, você provavelmente acumulou uma série de conhecimentos químicos, como: • Para a massa do pão crescer, devemos usar fermento. • O álcool e a gasolina são combustíveis, por isso devemos manuseá-los com cuidado. • Muitos ácidos são corrosivos. • A pólvora é um explosivo. C o n c e it o g ra f/ A rq u iv o d a e d it o ra M ill io ns to ck /S hu tte rs to ck L é o B u rg o s /F o lh a p re s s M ig re n ar t/S hu tte rs to ck Ta n y a S id /S h u tt e rs to ck Agora suponha que uma pessoa tenha colocado entre duas camadas de terra úmida os seguintes materiais: chiclete, filtro de cigarro, bolinha de gude, folhas e pedaços de plástico, conforme a ilustração. Fonte: LIXO.COM.BR. Disponível em: <www.lixo.com.br>. Acesso em: 5 mar. 2017. restos orgânicos de 2 meses a 1 ano lata de alumínio mais de 1 000 anos papel de 3 meses a vários anos filtro de cigarro de 3 meses a vários anos madeira 6 meses chiclete 5 anos lata de aço 10 anos vidro mais de 10 000 anos plástico mais de 100 anos 1. Observe a tabela abaixo. 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 16 7/2/18 1:20 PM 17CAPÍTULO 1 | A QUÍMICA E O NOSSO MUNDO • É proibido utilizar produtos contendo cloro- fluorcarbonetos (CFCs), pois eles destroem a camada de ozônio. • Não se deve jogar plástico no lixo comum, pois sua decomposição demora centenas de anos. • O açúcar, quando aquecido, “derrete” facilmen- te e pode carbonizar. Baseando-se no que você já sabe e no que vimos neste capítulo, para cada um dos itens a seguir, indique quais geram benefícios, problemas ou ambos. Justifique sua resposta. a) Derivados de petróleo: gasolina, óleo diesel, etc. b) Inseticidas domésticos. c) Conservantes de alimentos. d) Refrigerantes. e) Adoçantes artificiais. 2. Em 1984, em uma indústria da Union Carbide, na cidade de Bhopal, na Índia, ocorreu um vazamen- to da substância isocianato de metila, matéria- -prima que compõe inseticidas extremamente poderosos. Mais de 3 mil pessoas morreram, e outras 14 mil apresentaram sequelas, como ce- gueira, esterilidade, distúrbios neurológicos, al- terações no funcionamento do fígado ou dos rins, etc. A respeito desse assunto, responda aos itens: a) Em sua opinião, os governos deveriam ou não proibir a fabricação desses inseticidas, os quais, apesar de extremamente tóxicos, per- mitem o aumento da produtividade agrícola, amenizando problemas gerados pela fome? b) Quais sugestões você apresentaria para resol- ver esse problema? c) Algumas dessas sugestões envolveriam apli- cação de grandes volumes de capital por par- te das empresas e dos governos? 3. As ilustrações a seguir mostram os componentes de uma caixa de bombons. Responda: a) Todos os componentes da embalagem são real- mente necessários? b) Você acha que algum ou alguns deles são des- necessários? Quais? c) Com quais finalidades seria conveniente dimi- nuir o número de componentes? d) Quais componentes dessa embalagem são re- cicláveis? Não. Todos, menos os bombons e o laço. base de papelão bandeja de plástico PET folha de papel folha de papel de seda laço de pano tampa de papelão Il u s tr a ç õ e s : E s tú d io A m p la A re n a / A rq u iv o d a e d it o ra bombons de chocolate L e o B u rg o s /P u ls a r Im a g e n s g o s p h o to d e s ig n /S h u tt e rs to ck F e rn a n d o F a v o re tt o /C ri a r Im a g e m 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 17 7/2/18 1:20 PM Anos 1960 Jatos de passageiros: 800-1100 km/h Anos1950 Aviões a propulsão: 480-640 km/h 1850-1930 Velocidade das locomotivas a vapor: 100 km/h; barcos a vapor: 57 km/h. 1500-1840 Velocidade das carruagens e dos barcos a vela: 16 km/h 1850-1930 Velocidade das locomotivas 18 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Desafiando seus conhecimentos 4. Segundo a Associação Brasileira da Indústria do PET (Abipet), a reciclagem de garrafas PET vem tendo um aumento significativo: no ano 2000, foram recicladas 167 mil toneladas, e, em 2010, 282 mil toneladas. Porém, o salto de produção também foi enorme, como se pode ver no gráfico abaixo, o que evidencia que uma gran- de quantidade ainda deixa de ser reciclada. Desde a origem da humanidade, os homens se deslocam de um lugar para outro. Com o tempo, foram desenvolvendo meios de trans- porte que possibilitaram a interligação entre as mais diversas regiões de forma rápida e eficaz. Observe a ilustração abaixo que destaca características dessa evolução ao longo do tempo: Fonte: HARVEY, David. A condi•‹o p—s-moderna. São Paulo: Loyola, 1993. p. 220. B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra Fonte: ABIPET. Disponível em: <www.abipet.org.br>. Acesso em: 27 jun. 2018. Produção e reciclagem de garrafas PET 600 500 400 300 200 100 19 98 20 00 20 02 20 04 20 06 20 08 20 10 20 12 0 Ano Produção Reciclagem Q u a n ti d a d e e m m il t o n e la d a s Nota-se nessa imagem que, entre os séculos XVI e XX, ocorreu a modernização dos meios de transporte. Com base nas informações responda às questões 1 a 5. Il u s tr a ç õ e s : M a rc o s F a rr e ll/ A rq u iv o d a e d it o ra Com base nos dados acima, faça o que se pede: a) Escreva um pequeno texto explicando a influência do aumento de embalagens PET não recicladas no ambiente. b) De que maneira você pode contribuir para aumentar a quantidade de embalagens PET recicladas? c) Por que a reciclagem do alumínio, em porcentagem, é quase o dobro da reciclagem das garrafas PET? 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 18 7/2/18 1:20 PM 19CAPÍTULO 1 | A QUÍMICA E O NOSSO MUNDO 1. Qual era o material utilizado na construção das carruagens e dos barcos a vela? 2. Nos anos de 1500 a 1840 dois meios de transpor- te eram os mais comuns. Quais os agentes res- ponsáveis pelo deslocamento desses meios? 3. No Brasil as locomotivas a vapor receberam o ape- lido de maria-fumaça em virtude da densa nuvem de vapor e fuligem expelida por sua chaminé. Que o material que era utilizado como combustível? Madeira. A tração animal e o vento. 6. (Unicamp-SP) Na discussão atual sobre a sus- tentabilidade do planeta, o termo ”3R” tem sido usado para se referir a práticas – Reutilizar, Re- ciclar e Reduzir – que podem ser adotadas para diminuir o consumo de materiais e energia na produção de objetos. a) Tendo em vista a sustentabilidade do planeta, ordene os verbos “reutilizar”, “reciclar” e “re- duzir”, colocando em primeiro lugar a ação que levaria a uma diminuição mais significativa do consumo energético e material e, em último, a ação que levaria a uma diminuição menos significativa. b) Em um condomínio residencial há quatro gran- des recipientes para receber, separadamente, metais, vidros, papéis e plásticos. Seria impor- tante que houvesse outro recipiente, que até poderia ser menor, para receber outro tipo de material. Que material seria esse, sabendo-se que, do ponto de vista ambiental, ele é mais prejudicial que os outros mencionados? Expli- que por que esse material é muito prejudicial ao ambiente, quando aí descartado. 7. (UEL-PR) “Se cada pessoa da Terra tivesse computador, celular e carro e consumisse a mesma quantidade de água, de cereais e de energia que os americanos, seria preciso quatro planetas para dar conta do recado.” (Revista Isto ƒ, n. 1719, 11 set. 2002. p. 75.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre a apropriação de bens de consumo e recursos no mundo atual, é correto afirmar: a) O padrão de consumo norte-americano é sus- tentável pelo fato de os Estados Unidos pos- suírem recursos próprios em quantidade sufi- ciente para atender sua demanda. b) As bases do padrão de consumo norte-ameri- cano são a sustentabilidade, o conservacionis- mo e o preservacionismo ambiental. c) Para atingir uma economia sustentável, o pa- drão de consumo norte-americano deve ser disseminado entre os diferentes povos. d) O padrão de consumo norte-americano eviden- cia uma relação socioambiental predatória e insustentável. e) O acesso a bens de consumo nos países sub- desenvolvidos pode alcançar o atual padrão norte-americano sem prejuízo ao meio am- biente. X 4. A partir de 1950, de qual matéria-prima eram extraídos os combustíveis utilizados nesses meios de transporte? 5. (Enem) Um dos grandes problemas das cidades é o que fazer com o lixo gerado pela população. Uma proposta é o programa dos 3 erres, que consiste em: Reduzir, Reutilizar e Reciclar. Campanhas governamentais deveriam orientar a população para a aplicação desse programa, pois ele: a) evita a produção de chorume, um líquido com alto teor de matéria orgânica, que pode apre- sentar metais pesados provenientes principal- mente de pilhas e baterias. b) introduz a coleta seletiva de lixo, em todas as cidades, o que facilitaria, nos lixões, o proces- so de reciclagem e o descarte do lixo de forma adequada. c) facilita a construção de aterros sanitários, e as- sim teríamos a eliminação de lixo inorgânico, como plásticos, folhas de árvores, vidros e outros. d) reduz materiais confeccionados com metais, com plásticos ou com vidros, que devem ser reutilizados porque não podem ser reciclados. e) minimiza a geração de lixo, pois estimula a utilização de embalagens retornáveis em de- trimento das descartáveis. Petróleo X N E IL R O Y J O H N S O N /S h u tt e rs to ck C ir c le p h o to /S h u tt e rs to ck Carvão 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap01_p009a019.indd 19 7/2/18 1:20 PM To m H o lly m a n /S c ie n c e S o u rc e /G e tt y I m a g e s C A P Í T U L O 2 20 Como pensam os cientistas? As crianças geralmente gostam de explorar os objetos e fazem isso cheirando, tocando, olhando e até mesmo colocando-os na boca, ou seja, utilizando os sentidos. Depois de crescidos, começamos a fazer perguntas sobre o mundo em que vivemos: “O que é um raio?”, “Como um arco-íris se forma?” ou “Por que o céu é azul?”. Você, por exemplo, já se questionou como os antibióticos funcionam ou por que as vitaminas são importantes para a saúde? Todos os dias, fazemos perguntas e buscamos respostas para organizar nos- so conhecimento e compreender o mundo à nossa volta. Linus Pauling também fazia muitas perguntas sobre as coisas... Linus Pauling foi laureado com dois prêmios Nobel: o primeiro, em 1954, por seu trabalho no campo da Química, em relação à natureza das ligações químicas e determinação de estruturas de substâncias complexas. O segundo prêmio, em 1962, foi um prêmio Nobel da Paz. Durante sua vida de estudante, Linus Pauling recordava que lera muitos livros de Química, Mineralogia e Física. “Eu refletia sobre as propriedades dos materiais. Por que algumas substâncias são coloridas e outras, não? Por que alguns minerais são macios, enquanto outros são duros?”. E acres- centava: “Eu estava construindo um incrível conhecimento científico em- pírico e ao mesmo tempo fazendo um grande número de perguntas sobre as coisas”. Fonte: TIMBERLAKE, K. C. An Introduction to General, Organic and Biological Chemistry. 12. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2015. Tradução do autor. Procedimentos científicos Os cientistas, como Linus Pauling, têm um método de trabalho, mas ele é constituído de etapas que va- riam muito. Não existe um método único, e sim muitos métodos. Esses métodos são conjuntos de procedi- mentos aceitos e compartilhados dentrode determi- nada comunidade científica. Entre tais procedimentos estão, por exemplo, a observação de fenômenos (naturais ou resultantes de experimentos) e a formulação de hipóteses para explicá-los, o que muitas vezes leva à necessidade de novos experimentos para testar tais hipóteses e, a partir daí, tirar conclusões ou criar uma teoria ou modelo explicativo. A Química frequentemente faz uso desses procedimentos. Linus Pauling (1901-1994), cientista estadunidense. 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap02_p020a024.indd 20 7/2/18 1:20 PM A observação e a experimentação nas pesquisas de Paracelso Paracelso foi um médico e alquimista que considerava que os conhe- cimentos alquímicos deveriam ser utilizados para a formulação de novos medicamentos, e não para a obtenção de ouro. Utilizando a observação e a experimentação, Paracelso propôs que a saúde corpórea é regulada por uma série de processos químicos que poderiam ser desequilibrados por alguns compostos e reequilibrados pela utilização de alguns minerais e medicamentos. Por exemplo, ele determinara que a poeira inalada provo- cava doenças pulmonares em mineiros. Ele também pensou que o bócio fosse um problema provocado por água contaminada e tratou sífilis com compostos de mercúrio. A opinião de Paracelso em relação aos medicamentos era que a dose correta fazia a diferença entre a ação de cura e o envenenamento. Para- celso mudou a Alquimia de um modo que acabou por auxiliar a estabelecer os princípios da Medicina e da Química moderna. Fonte: TIM BERLAKE, K. C. An Introduction to General, Organic and Biological Chemistry. 12. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2015. Tradução do autor. O suíço Paracelso (1493-1541). Óleo sobre tela de Quentin Matsys (1466-1530). Museu do Louvre, França. Procedimentos científicos no dia a dia Você pode se surpreender ao perceber que utiliza procedimentos científicos diariamente. Imagine a seguinte situação: você vai à casa de um amigo e percebe que ele tem um novo gato. De repente, você começa a espirrar e se pergunta por que está espirrando. A partir disso, formula a hipótese de que talvez seja alérgico a pelos de gato. Para testar a sua hipótese, você vai embora da casa de seu amigo. Se você parar de espirrar, talvez a sua hipótese esteja correta. Você pode tentar compro- vá-la visitando outro amigo que também tenha um gato. Se você começar a es- pirrar novamente, isso significa que o seu resultado experimental suporta a hipó- tese e você provavelmente é alérgico a pelos de gato. Entretanto, se continuar espirrando após deixar a casa de seu amigo, e não houver pelos de gato em sua roupa, você pode não ser alérgico, mas sim estar simplesmente resfriado. A alergia é uma hipersensibilidade resultante da resposta do sistema imunitário a um estímulo externo específico (medicamentos, alimentos, temperatura, etc.). Atchim! Quando se fala em alergia a animais, muitos associam a causa do problema aos pelos ou às penas deles. Mas isso não é 100% verdade. Na realidade, o maior vilão desse problema é o grande aumento de ácaros no ambiente causado pela presença dos bichos de estimação. Isso ocorre porque, além de pelos, os bichinhos soltam muita pele – e o ácaro, que se alimenta desses fragmentos, procria aceleradamente. [...] De acordo com o dr. Hélio Schainberg, médico do corpo clínico do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) [na cidade de São Paulo (SP)] e especialista no assunto, 95% dos casos, na cidade de São Paulo, são causados por ácaros e não por pelos ou penas. Os outros 5% têm como uma das causas o pelo dos animais. “Já com os gatos, a causa pode estar também na saliva do animal. O bichano se lambe muito e as par- tículas (proteínas) alergênicas presentes na saliva ficam impregnadas na pele e no pelo, provocando reações alérgicas nas pessoas sensíveis”, explica o dr. Schainberg. [...] Disponível em: <www.pasteur.bio.br/noticias.php?id=176&link=5>. Acesso em: 27 jun. 2018. D e A g o s ti n i P ic tu re L ib ra ry /G e tt y I m a g e s A fr ic a S tu d io /S h u tt e rs to ck 21CAPÍTULO 2 | COMO PENSAM OS CIENTISTAS? E ri k L a m /S h u tt e rs to ck 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap02_p020a024.indd 21 7/2/18 1:20 PM 22 UNIDADE 1 | QUÍMICA EM NOSSA VIDA Testando hipóteses Pegue uma fatia de batata, uma de cebola e uma de mandioca; adicione uma gota de tintura de iodo (que pode ser adquirida em farmácia) a cada fatia. Observe o que ocorre e anote a coloração obtida. a) O que você observou? b) Repita a atividade, utilizando pepino, pão e macarrão. O que você observou? c) O que você pode concluir com essa observação? EXPLORE SEU MUNDO A adição da solução de iodo na batata e na mandioca apresentou uma coloração azul-escura. A coloração azul-escura foi verificada no pão e no macarrão. Alguns dos alimentos testados – a batata, a mandioca, o pão e o macarrão – apresentam uma coloração azul-escura em contato com a tintura de iodo, o que demonstra que têm uma substância comum em sua composição, o amido. e) Estátuas de mármore são corroídas pela ação de chuvas ácidas. f) Uma criança com febre alta e coceira pode es- tar com catapora. 2. Classifique cada frase a seguir em observação, hipótese, experimento ou conclusão. a) Selma acha que é alérgica a camarão. b) Ontem, meia hora após comer uma salada de camarão, Selma começou a apresentar uma reação alérgica. c) Para verificar sua suspeita hoje, Selma tomou uma sopa que continha camarão; no entanto, não apresentou reação alérgica. d) Selma percebeu que não tem alergia a camarão. Hipótese Hipótese Hipótese Observação Conclusão 1. Classifique cada situação como observação ou hipótese. a) Um paciente tem uma crise alérgica após re- ceber penicilina. b) Dinossauros entraram em extinção quando um grande meteorito colidiu com a Terra e provocou a formação de uma extensa nuvem de poeira, que bloqueou boa parte da luz que incidia sobre a superfície terrestre. c) Uma prova de corrida de 100 m foi completada em 9,8 s. d) A análise de 10 talheres de cerâmica mostrou que 4 deles continham chumbo acima do valor considerado seguro. Observação Hipótese Observação Observação 1. Leia a situação apresentada abaixo e classifique cada frase a seguir em observação, hipótese, experimento ou conclusão. Lúcia nota que o corante de uma camiseta perde a intensidade com a lavagem. Ela decide que o corante precisa de algo para ficar mais bem aderido ao tecido. a) Ela faz uma mancha de corante em quatro ca- misetas, adicionando a cada uma delas, sepa- radamente, água, água salgada, vinagre e fer- mento químico com água. b) Depois de uma hora, todas as camisetas são lavadas com água e detergente. c) Lúcia percebe que o corante perde intensidade nas camisas com água, água salgada e fer- mento químico, enquanto o corante permane- cia intacto na camisa que estava em contato anterior com vinagre. Experimento Experimento Observação Experimento e observação Experimento d) Lúcia conclui que o corante se liga ao vinagre, impedindo, assim, que seja lavado. 2. Ao elaborar um relatório sobre um experimento com tomates, um estudante fez as seguintes ano- tações. Classifique-as em experimento, obser- vação e conclusão. a) Plantei duas sementes de tomate no jardim e outras duas sementes em um local fechado. Durante os próximos dias vou fornecer a todas as sementes a mesma quantidade de água e de fertilizante. b) Após 60 dias, as plantas de tomate do jardim estavam com altura de 90 cm e apresentavam folhas verdes. As plantas de tomate do local fechado tinham 60 cm de altura e apresenta- vam folhas amareladas. c) As plantas de tomate necessitam de luz solar para se desenvolver. Conclusão Observação Conclusão Fundamentando seus conhecimentos Desenvolvendo seus conhecimentos 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U1_Cap02_p020a024.indd 22 7/2/18 1:20 PM 23CAPÍTULO 2 | COMO PENSAM
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