Interações Químicas e pH

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Ciclos biogeoquímicos e pH: explorando as interações químicas do ambiente
1ª SÉRIE
Aula 3 – 3º Bimestre
Química
Etapa Ensino Médio
Ciclos biogeoquímicos;
Acidez e alcalinidade (pH).
Retomar os ciclos biogeoquímicos e sua importância para a manutenção da vida no planeta;
Relacionar acidez, alcalinidade e ciclos biogeoquímicos;
Compreender a interferência humana sobre esses ciclos;
Explorar como as variações de pH podem afetar os ciclos do carbono, do nitrogênio e da água.
Conteúdo
Objetivos
(EM13CNT105) Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida
Qual é a importância da química na compreensão dos ciclos biogeoquímicos e de suas interações com o pH?
Virem e conversem!
Para começar
São os processos de circulação de elementos químicos entre os componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo) do ecossistema.
Entender como os elementos químicos circulam entre os seres vivos e os componentes não vivos do ecossistema é essencial para compreendermos a dinâmica e a sustentabilidade do nosso planeta.
Ciclos biogeoquímicos
Foco no conteúdo
Um conceito-chave para entendermos essas interações é o pH, que representa a medida da acidez ou alcalinidade de uma substância. Essa escala de pH vai de 0 a 14, sendo o valor 7 considerado neutro. Valores abaixo de 7 indicam acidez, enquanto valores acima de 7 apontam alcalinidade.
Potencial hidrogeniônico (pH)
Foco no conteúdo
O pH desempenha um papel essencial nos processos biológicos, pois muitas reações químicas que ocorrem nos organismos vivos são sensíveis à variação de acidez ou alcalinidade. Essas reações envolvem desde a digestão dos alimentos no nosso sistema digestivo até a respiração celular, a produção de enzimas e o metabolismo de nutrientes.
Potencial hidrogeniônico (pH)
Foco no conteúdo
Além dos processos biológicos, o pH desempenha um papel importante no meio ambiente. A variação do pH pode afetar a disponibilidade de nutrientes para os organismos, a solubilidade de substâncias químicas, a toxicidade de metais pesados e até mesmo a sobrevivência de espécies em ecossistemas aquáticos.
Potencial hidrogeniônico (pH)
Foco no conteúdo
Enem (2014)
Um pesquisador percebe que o rótulo de um dos vidros em que guarda um concentrado de enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual enzima o vidro contém, mas desconfia de que seja uma protease gástrica, que age no estômago digerindo proteínas. Sabendo que a digestão no estômago é ácida e no intestino é básica, ele monta cinco tubos de ensaio com alimentos diferentes, adiciona o concentrado de enzimas em soluções com pH determinado e aguarda para ver se a enzima age em algum deles. 
Na prática
O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do pesquisador está correta é aquele que contém 
cubo de batata em solução com pH = 9.
pedaço de carne em solução com pH = 5.
clara de ovo cozida em solução com pH = 9.
porção de macarrão em solução com pH = 5.
bolinha de manteiga em solução com pH = 9.
Na prática
O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do pesquisador está correta é aquele que contém 
A protease gástrica é responsável por digerir a carne em pH ácido. Desse modo, a hipótese do pesquisador estará certa se a enzima digerir o pedaço de carne em pH = 5. 
Resposta: B
Correção
Na prática
O CO2 é uma substância que pode ser dissolvida na água, formando ácido carbônico (H2CO3). Esse ácido é responsável por diminuir o pH da água. 
Ciclo do carbono e pH
Foco no conteúdo
As variações no pH podem afetar a solubilidade do CO2 na água, alterando assim a quantidade de dióxido de carbono disponível para os organismos aquáticos. Essa relação é especialmente importante quando consideramos a acidificação dos oceanos, resultante do aumento da absorção de CO2 atmosférico pelas águas oceânicas. A acidificação dos oceanos compromete a sobrevivência de organismos marinhos sensíveis a baixos valores de pH, impactando toda a cadeia alimentar e os ecossistemas marinhos como um todo.
Ciclo do carbono e pH
Foco no conteúdo
Como a acidificação dos oceanos afeta o ciclo do carbono?
Aumenta a absorção de CO2 pelas plantas.
Diminui a liberação de CO2 para a atmosfera.
Aumenta a formação de carbonato de cálcio nos corais.
Diminui a disponibilidade de carbono para os organismos marinhos.
Não há impacto no ciclo do carbono.
Na prática
Como a acidificação dos oceanos afeta o ciclo do carbono?
Aumenta a absorção de CO2 pelas plantas.
Diminui a liberação de CO2 para a atmosfera.
Aumenta a formação de carbonato de cálcio nos corais.
Diminui a disponibilidade de carbono para os organismos marinhos.
Não há impacto no ciclo do carbono.
Correção
Na prática
A fixação do nitrogênio atmosférico é realizada por bactérias especializadas, que convertem o nitrogênio gasoso (N2) em amônia (NH3) ou em nitratos (NO3–), que podem ser utilizados pelas plantas. Essas bactérias fixadoras de nitrogênio são sensíveis a variações de pH. Portanto, a acidez ou alcalinidade do meio influencia a atividade dessas bactérias e, consequentemente, a disponibilidade de nitrogênio para a formação de biomassa vegetal.
Ciclo do nitrogênio e pH
Foco no conteúdo
O pH do solo também desempenha um papel fundamental na absorção de nitratos pelas plantas. O pH inadequado pode comprometer a absorção eficiente de nutrientes nitrogenados, afetando o crescimento e o desenvolvimento das plantas e, por consequência, toda a cadeia alimentar que depende delas.
Ciclo do nitrogênio e pH
Foco no conteúdo
Como a acidificação do solo afeta o ciclo do nitrogênio?
Aumenta a fixação do nitrogênio atmosférico.
Diminui a liberação de nitratos para as plantas.
Aumenta a conversão de nitritos em nitratos.
Diminui a atividade das bactérias nitrificantes.
Não há impacto no ciclo do nitrogênio.
Na prática
Como a acidificação do solo afeta o ciclo do nitrogênio?
Aumenta a fixação do nitrogênio atmosférico.
Diminui a liberação de nitratos para as plantas.
Aumenta a conversão de nitritos em nitratos.
Diminui a atividade das bactérias nitrificantes.
Não há impacto no ciclo do nitrogênio.
Na prática
O pH desempenha um papel importante na qualidade da água. A presença de íons hidrogênio (H+) e hidroxila (OH–) determina se a água é ácida, neutra ou alcalina. O equilíbrio entre esses íons influencia diretamente a acidez ou alcalinidade da água.
Ciclo da água e pH
Foco no conteúdo
A chuva ácida é um exemplo das implicações do pH no ciclo da água. Resultante da emissão de gases poluentes na atmosfera, como dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NOx), a chuva ácida apresenta um pH abaixo do normal (abaixo de 5,6). Quando ocorre a precipitação, esses gases se misturam com as gotas de água, formando ácidos como ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido nítrico (HNO3). Essa chuva ácida pode ter impactos negativos nos corpos d’água e nos ecossistemas terrestres, prejudicando a vida aquática, afetando a fertilidade do solo e danificando estruturas construídas pelo ser humano.
Ciclo da água e pH
Foco no conteúdo
O pH também influencia os processos de fotossíntese e respiração das plantas aquáticas e dos organismos aquáticos em geral. Alterações significativas no pH podem afetar a disponibilidade de nutrientes essenciais para esses organismos, afetando sua saúde e sobrevivência.
Ciclo da água e pH
Foco no conteúdo
Agora é a sua vez! Teste seus conhecimentos!
Kahoot!
https://play.kahoot.it/v2/?quizId=34cb53c6-1a28-45c5-b15c-698b63332777 
Aplicando
Retomamos os ciclos biogeoquímicos e sua importância para a manutenção da vida no planeta;
Relacionamos acidez, alcalinidade e ciclos biogeoquímicos;
Compreendemos a interferência humana sobre esses ciclos;
Exploramos como as variações de pH podem afetar os ciclos do carbono, do nitrogênio e da água.O que aprendemos hoje?
Tarefa SP
Localizador: 97289
Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”.
Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
Clique em “Procurar”. 
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/
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SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Ciências da Natureza – Ensino Médio – 1ª série –2º semestre. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/10/1serie-2sem-Prof-CNT.pdf. Acesso em: 26 maio 2023. 
LEMOV, D. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. 3. ed. Porto Alegre: Penso, 2023.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-zyfbr 
Slide 6 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-awswm 
Referências
Ciências
Material 
Digital