AULA 1 - CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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SÉRIE
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Ciclos biogeoquímicos e as perturbações no equilíbrio;
Funções químicas inorgânicas.
Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos para a manutenção da vida no planeta;
Relacionar as principais funções químicas inorgânicas presentes nos ciclos biogeoquímicos;
Compreender a interferência humana sobre esses ciclos.
Conteúdo
Objetivos
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(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. (SÃO PAULO, 2020, p.155)
O que são ciclos biogeoquímicos? 
Quais elementos químicos são essenciais para a vida dos seres vivos? 
Como as atividades humanas podem afetar o meio ambiente?
Representação de ciclo.
Para começar
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São processos naturais que envolvem a circulação de elementos químicos ou substâncias essenciais para a vida dos seres vivos. 
Os principais ciclos são os do nitrogênio, do carbono, do enxofre e da água.
Ciclos biogeoquímicos
Foco no conteúdo
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Os compostos inorgânicos apresentam características semelhantes e são encontrados nos ciclos biogeoquímicos.
As quatro principais funções inorgânicas são: ácidos, bases, sais e óxidos.
Foco no conteúdo
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Foco no conteúdo
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Os ácidos, em solução aquosa (na presença de água), liberam íons de hidrônio (H3O+). 
Suas fórmulas moleculares, sempre são iniciadas pelo elemento hidrogênio.
Exemplos: ácido clorídrico (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido cianídrico (HCN).
Eles têm sabor azedo, corroem alguns metais e mudam a cor de indicadores ácido-base.
Ácidos
Foco no conteúdo
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As bases, em solução aquosa (na presença de água), liberam íons de hidroxila (OH-). 
Suas fórmulas moleculares, sempre terminam com uma hidroxila (OH).
Exemplos: hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e hidróxido de amônio (NH4OH).
Elas têm sabor amargo, textura escorregadia, neutralizam ácidos e mudam a cor de indicadores ácido-base. 
Bases
Foco no conteúdo
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Os sais são compostos formados pela reação entre um ácido e uma base. 
Suas fórmulas moleculares, não se iniciam com o elemento hidrogênio e nem terminam com hidroxila (OH).
Exemplos: cloreto de sódio (NaCl), sulfato de cálcio (CaSO4) e nitrato de potássio (KNO3).
Eles são compostos iônicos, constituídos por cátions e ânions. 
Sais
Foco no conteúdo
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Os óxidos são compostos binários (com 2 elementos químicos), sendo um deles o oxigênio. 
Exemplos: óxido de ferro III (Fe2O3), dióxido de carbono (CO2) e óxido de cálcio (CaO).
Óxidos
Foco no conteúdo
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O ciclo da água tem grandes efeitos sobre os ecossistemas da Terra. 
As chuvas e escoamentos superficiais exercem papel importante nos ciclos de vários elementos, como o carbono, o nitrogênio, o fósforo e o enxofre, pois ajudam a movê-los de ecossistemas terrestres para ecossistemas aquáticos.
Ciclo da água
Representação do ciclo da água. 
Foco no conteúdo
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O carbono é essencial aos organismos vivos. Também, é economicamente importante na forma de combustíveis fósseis.
Ciclo do carbono
Representação do ciclo do carbono.
Foco no conteúdo
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O dióxido de carbono (CO2) da atmosfera é absorvido por organismos fotossintéticos e usado para produzir moléculas orgânicas, utilizadas nas cadeias alimentares. 
No final, os átomos de carbono são liberados como CO2 na respiração celular.
Ciclo do carbono
Representação do ciclo do carbono.
Foco no conteúdo
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Processos geológicos lentos, incluindo a formação de rochas sedimentares e de combustíveis fósseis, contribuem para o ciclo do carbono em longas escalas de tempo.
A queima de combustíveis fósseis e o desmatamento aumentam a concentração atmosférica de CO2 e afetam o clima da Terra.
Combustíveis fósseis – Atividade humana
Foco no conteúdo
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(...) “O nível de dióxido de carbono na atmosfera é influenciado pelo reservatório de carbono nos oceanos e vice-versa. O dióxido de carbono da atmosfera se dissolve na água e reage com suas moléculas:
CO2 + H2O  ⇌  H2CO3  ⇌  HCO3− + H+  ⇌  CO32- + 2 H+
O carbonato (CO32−) liberado nesse processo combina-se aos íons Ca2+ para formar carbonato de cálcio (CaCO3), um componente chave das conchas de organismos marinhos. Quando os organismos morrem, seus restos podem afundar, formando parte do sedimento no fundo do oceano (...)”.
Ciclo geológico do carbono
(KHAN ACADEMY, [s. d.])
Foco no conteúdo
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Qual é o impacto do excesso de CO2 no ciclo do carbono?
Na prática
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No ciclo do carbono, este passa pela atmosfera, pelos seres vivos, volta para a litosfera e, depois, para a atmosfera. O excesso de gás carbônico no planeta está relacionado ao efeito estufa, causando impacto direto nos oceanos, rios e lagos. O gás carbônico (CO2) reage com a água (H2O), formando uma solução ácida, responsável por alterações nos ecossistemas aquático e terrestre. ​
Reação química de formação de solução ácida: ​
H2O + CO2 → H2CO3 ​
A queima de combustíveis fósseis e a prática de desmatamento pelos seres humanos têm provocado alterações no ciclo do carbono, o que libera bilhões de toneladas de CO2 na atmosfera.
Correção
Na prática
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Ciclo do nitrogênio
Fixação
Bactérias convertem N2 em amônia.
N2	 NH3 + H2O →NH4+
Nitrificação
Bactérias convertem amônia em nitrato.
NH4+		NO2-		NO3-
Desnitrificação
Bactérias convertem nitrato, de volta, em N2.
NO3- 		NO	 N2O 	 N2
Representação do ciclo de nitrogênio. 
Foco no conteúdo
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O cultivo de plantas e a criação de animais para produção de alimentos libera NOx e aumenta a acidez do ambiente. 
A atividade humana afeta os locais onde se encontram compostos de nitrogênio e o modo como eles se movimentam pelo ar, pela água e pela terra de nosso planeta.
Uso de fertilizantes – atividade humana
Uso de fertilizantes.
Foco no conteúdo
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O uso de nitratos como fertilizantes e agentes de crescimento de plantas aumenta as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx).
Uso de fertilizantes – atividade humana
Uso de fertilizantes.
Foco no conteúdo
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Relacione a queima de combustíveis fósseis com o uso de fertilizantes sintéticos no ciclo do nitrogênio.
Aplicando
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Sugestões ao professor: 
1. Reflita sobre estratégias de educação ambiental, campanhas de sensibilização e a importância de mudanças de comportamento.
2. Explore como esse fenômeno transcende fronteiras e afeta diferentes aspectos da vida humana e do meio ambiente.
Ciclos biogeoquímicos
Compreendemos a importância dos ciclos biogeoquímicos para a manutenção da vida no planeta;
Relacionamos as principais funções químicas inorgânicas presentes nos ciclos biogeoquímicos;
Compreendemos a interferência humana sobre esses ciclos.
O que aprendemos hoje?
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