11 Qual a diferença entre oxigênio e nitrogênio

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A U L A
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A U L A
l Propriedades da matØria
l Propriedades do nitrogŒnio
e do oxigŒnio
l Poluentes do ar
l Facilidade do oxigŒnio
para se ligar a metais
l NitrogŒnio Ø estÆvel
fi O que existe no ar
fi Composiçªo do ar
fi OxigŒnio se liga a ferro
fi NitrogŒnio nªo se liga a ferro
Fazendo vÆrias experiŒncias sobre os
gases presentes no ar, nos convencemos
de que o ar Ø uma mistura. Apesar de
os componentes do ar nªo poderem
ser vistos separadamente, nªo hÆ
dœvida de que se trata de uma
mistura formada, principalmente,
de oxigŒnio e nitrogŒnio.
O nitrogŒnio estÆ em maior quantidade. Em 5 litros de ar, hÆ 4 litros de nitrogŒnio
e 1 litro de oxigŒnio. O ar de qualquer lugar tem essa proporçªo de oxigŒnio em
relaçªo ao nitrogŒnio.
A qualidade do ar depende das substâncias artificiais que jogamos nele.
Depende, principalmente, das substâncias lançadas pelos carros, ônibus e
caminhıes e pelas fÆbricas.
Estamos fazendo muita coisa que prejudica o meio ambiente. Às vezes, nós
fazemos alguma coisa que agride o ambiente porque nem sabemos direito o
quanto isso Ø prejudicial.
'
O que vocŒ
vai aprender
Seria bom
jÆ saber
Isto lhe
interessa
Qual Ø a diferença
entre oxigŒnio e
nitrogŒnio?
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A U L AExercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1
Leia as atividades que estªo listadas. Marque um xxxxx na coluna do simsimsimsimsim se vocŒ
acha que a atividade prejudica o ambiente e um xxxxx na coluna do nªonªonªonªonªo se vocŒ
acha que nªo prejudica:
ATIVIDADEATIVIDADEATIVIDADEATIVIDADEATIVIDADE SIMSIMSIMSIMSIM NˆONˆONˆONˆONˆO
Fazer fogueira
Usar detergente
Pintar uma casa com cal
Pintar uma grade de ferro
Jogar querosene no ralo
Jogar soda cÆustica no ralo
A poluiçªo do ar Ø muito difícil de estudar porque os poluentes sªo lançados
na atmosfera em quantidade muito pequena; eles se transformam em outras
substâncias por causa da luz, do calor e tambØm de outras substâncias que estªo
no ar.
A qualidade do ar Ø fundamental para a nossa saœde. Quando respiramos,
o ar entra nos pulmıes e, depois, o oxigŒnio vai para o sangue. O comportamento
do oxigŒnio e do nitrogŒnio Ø diferente quando eles entram em contato com o
sangue.
O oxigŒnio Ø transportado pelo corpo porque se liga a uma substância que
existe no sangue. O nitrogŒnio nªo Ø transportado porque nªo se liga a nenhuma
substância que existe no corpo. O nitrogŒnio, que nªo Ø aproveitado pelo corpo,
sai junto com o gÆs carbônico e com o oxigŒnio que nªo foi usado.
Nenhum animal consegue viver num ambiente onde só tem gÆs nitrogŒnio.
Isto nªo quer dizer que o nitrogŒnio seja tóxico.
IntervaloIntervaloIntervaloIntervaloIntervalo
Pode-se descrever qualquer matØria por meio de algumas caracte-
rísticas.
As características de uma matØria nos permitem perceber a diferen-
ça entre as diversas matØrias. Os químicos chamam essas características
de propriedades da matØria.propriedades da matØria.propriedades da matØria.propriedades da matØria.propriedades da matØria.
Por exemplo, qualquer pessoa conhece algumas características da
Ægua: Ø um líquido incolor, nªo tem cheiro nem sabor. Sabemos que
aquecendo a Ægua, ela ferve e que resfriando-a ela congela. Sabemos
tambØm que a Ægua dissolve o sal de cozinha.
O modo como o químico se preocupa com as propriedades da
matØria Ø parecido com o de uma pessoa comum. O que Ø diferente Ø o
grau de interesse. O químico faz observaçıes mais cuidadosas. Geral-
mente ele mede as propriedades.
Assim, o químico sabe que a Ægua ferve a 100”C e que congela a 0”C.
O químico sabe que em 100 g de Ægua Ø possível dissolver 35,7 g de sal
de cozinha.Uma pessoa comum sabe que o Ælcool Ø inflamÆvel. O
químico sabe a temperatura em que o Ælcool se inflama.
O nitrogŒnio e o oxigŒnio se comportam de formas diferentes.
Dizemos, entªo, que essas substâncias tŒm propriedades diferentes.
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A U L A Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2
Complete o quadro a seguir com o nome da substância (nitrogŒnio ou
oxigŒnio) que apresenta a propriedade descrita:
PROPRIEDADEPROPRIEDADEPROPRIEDADEPROPRIEDADEPROPRIEDADE SUBST´NCIASUBST´NCIASUBST´NCIASUBST´NCIASUBST´NCIA
Ajuda a queima
EstÆ presente no ar em maior quantidade
Útil à respiraçªo
Ajuda a enferrujar
O nitrogŒnio Ø mais estÆvel que o oxigŒnio, isto Ø, o nitrogŒnio nªo se
modifica facilmente.
O problema da qualidade do ar Ø difícil de estudar, porque nªo sabemos
ainda completamente como as substâncias que jogamos no ar se comportam na
atmosfera. Existem muitas coisas que ainda nªo estªo esclarecidas.
Se alguØm perguntar qual dos dois gases, o oxigŒnio ou o nitrogŒnio,
queima, ou qual dos dois ajuda a enferrujar, ou qual dos dois Ø importante na
respiraçªo, vocŒ serÆ capaz de responder. Mas se alguØm perguntar Por quŒ?,
serÆ que vocŒ saberia responder? Por que o nitrogŒnio Ø diferente do oxigŒnio?
Quando nós conhecemos o comportamento de uma substância mas nªo
sabemos explicar por que ela se comporta desse jeito, nós “inventamos”
uma explicaçªo.
Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3
Leia as explicaçıes do quadro a seguir e marque um xxxxx na coluna concordoconcordoconcordoconcordoconcordo
ou na coluna nªo concordnªo concordnªo concordnªo concordnªo concordo.
EXPLICA˙ˆOEXPLICA˙ˆOEXPLICA˙ˆOEXPLICA˙ˆOEXPLICA˙ˆO CONCORDOCONCORDOCONCORDOCONCORDOCONCORDO NˆONˆONˆONˆONˆO CONCORDOCONCORDOCONCORDOCONCORDOCONCORDO
O nitrogŒnio Ø mais estÆvel porque
sua solubilidade em Ægua deve ser
menor que a do oxigŒnio. ................... ...................
O oxigŒnio se liga mais facilmente
a outras substâncias porque estÆ
em menor quantidade no ar. ................... ...................
O nitrogŒnio Ø mais estÆvel que o
oxigŒnio porque Ø constituído de
partículas menores. ................... ...................
Depois, precisamos ver se a explicaçªo que “inventamos” estÆ lógica e se ela
pode ser aplicada a outros casos. Os cientistas tambØm trabalham assim quando
fazem suas pesquisas.
O gÆs nitrogŒnio Ø muito estÆvel. É difícil ele se transformar. Por isso ele Ø
muito usado para proteger uma substância contra o ar. Por exemplo, na
metalurgia, usa-se muito o nitrogŒnio quando se quer fabricar metais na forma
de pó, porque esse pó pode explodir quando em contato com o oxigŒnio do ar.
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A U L AVocΠprecisa saber
l ArArArArAr Ø uma mistura homogŒnea gasosa formada principalmente de
nitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnio e oxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒnio.
l No ar tambØm temos argônioargônioargônioargônioargônio e gÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônico em quantidades muito
pequenas. TambØm temos um pouco de vapor dvapor dvapor dvapor dvapor d’’’’’ÆguaÆguaÆguaÆguaÆgua.
l Nas grandes cidades, o ar contØm nitrogŒnio, oxigŒnio, argônio, gÆs
carbônico, vapor de Ægua e mais os poluentespoluentespoluentespoluentespoluentes.
l Os poluentes sªo substâncias jogadas no ar pelo homem. Sªo substâncias
produzidas principalmente por carros, caminhıes, ônibus e fÆbricas.
l Os poluentes do ar sªo muitos. Um deles Ø o monóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbono.
Outro Ø o pópópópópó, que os tØcnicos chamam de material particuladomaterial particuladomaterial particuladomaterial particuladomaterial particulado, isto Ø,
uma substância em forma de partículas.
l A qualidade do arqualidade doarqualidade do arqualidade do arqualidade do ar depende da quantidade de poluentes.
l Todos nós podemos contribuir para melhorar a qualidade do ar, nªo o
poluindo.
l Nossa saœde depende diretamente da qualidade do ar. Ar poluído
causa doenças.
l Quando respiramos, todos os gases do ar entram no pulmªo. Mas só o
oxigŒnio Ø aproveitado. Os outros gases que estªo naturalmente no ar
(nitrogŒnio, argônio, gÆs carbônico e vapor de Ægua) nªo atrapalham.
PorØm, os gases poluentes sªo prejudiciais.
l Quando respiramos, o oxigŒnio se liga a uma substância do sangue e Ø
levado para todo o corpo. Com o nitrogŒnio nªo acontece nada. Ele sai
quando soltamos o ar.
l Nós tambØm precisamos do nitrogŒnio, mas nªo do jeito que ele estÆ no
ar. O nitrogŒnio pode aparecer de outras “formas”, que nós podemos
aproveitar.
l O oxigŒnio Ø necessÆrio para queimar uma vela, para enferrujar o ferro e
para a respiraçªo. Ele se liga a uma substância do sangue. Com o nitrogŒnio
nªo acontece nada disso.
l NitrogŒnio e oxigŒnio tŒm propriedadespropriedadespropriedadespropriedadespropriedades diferentes.
l Toda substância tem certas características. Dizemos que tem certas
propriedadespropriedadespropriedadespropriedadespropriedades. Essas propriedades nos dizem como a substância Ø e o
que pode acontecer com ela.
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A U L A Em 5 litros de ar temos 4 litros de nitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnio e 1 litro de oxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒnio. Portanto,
em 50 litros de ar temos 40 de nitrogŒnio e 10 de oxigŒnio. Ou ainda, 100 litros
de ar sªo 80 de nitrogŒnio e 20 de oxigŒnio.
Em nœmeros mais precisos, sªo 78 litros de nitrogŒnio e 21 litros de oxigŒnio.
Portanto o ar tem 78 % de nitrogŒnio e 21 % de oxigŒnio. Isso significa que, se
tivermos 100 partículas de ar no total, teremos 78 de nitrogŒnio e 21 de oxigŒnio.
Somando: 78 + 21 = 99 78 + 21 = 99 78 + 21 = 99 78 + 21 = 99 78 + 21 = 99
A partícula que falta para completar 100 Ø de argônioargônioargônioargônioargônio. Argônio Ø um gÆs
parecido, de certa forma, com o nitrogŒnio. Ele nªo faz o ferro enferrujar, nªo
ajuda uma vela a queimar e nªo Ø aproveitado na respiraçªo.
No ar tambØm hÆ gÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônico. Só que Ø muito pouco. A porcentagem do
gÆs carbônico no ar Ø de 0,03%.
A quantidade de vapor de Æguavapor de Æguavapor de Æguavapor de Æguavapor de Ægua no ar varia. Quando o dia estÆ œmido, hÆ
mais vapor de Ægua no ar.
Muitas substâncias poluem o ar. O monóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbonomonóxido de carbono e poeiraspoeiraspoeiraspoeiraspoeiras sªo
poluentes comuns.
Monóxido de carbono Ø formado na queima de madeira, gasolina, gÆs de
cozinha etc, feita com pouco ar. Isso acontece quando se queima carvªo ou
madeira numa casa fechada ou se liga o motor de um carro numa garagem
fechada.
Poeira, que Ø pó muito fino, Ø um poluente difícil de evitar, pois muitas
coisas que fazemos produzem pó.
Existem mais outros poluentes. Um deles Ø uma outra “forma” de nitrogŒ-
nio. NitrogŒnio Ø uma substância muito estÆvel mas pode ser transformado
dentro do motor de um carro, porque a temperatura Ø muito alta. Essa substância
Ø prejudicial; ela Ø um poluente.
Existem micróbios
ou bactØrias na terra
que transformam
o nitrogŒnio em
substâncias que se
dissolvem na Ægua.
Aí sªo aproveitadas
pelas plantas,
pelos animais e
pelos homens.
Vamos
pensar mais
bactérias vivem
nas raízes das
plantas
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A U L AO nitrogŒnio e o oxigŒnio tŒm propriedadespropriedadespropriedadespropriedadespropriedades diferentes.
l Quais sªo as propriedades do nitrogŒnio e do oxigŒnio que conhecemos?
- NitrogŒnio Ø um gÆs incolor.
OxigŒnio Ø um gÆs incolor.
- NitrogŒnio forma mistura homogŒnea com oxigŒnio.
OxigŒnio forma mistura homogŒnea com nitrogŒnio.
- OxigŒnio se liga ao ferro e forma ferrugem.
NitrogŒnio nªo se liga ao ferro.
- OxigŒnio faz uma vela queimar.
NitrogŒnio nªo deixa uma vela queimar.
- OxigŒnio se liga a uma substância do sangue e Ø carregado por ele.
NitrogŒnio nªo se liga a nenhuma substância do sangue.
Propriedades do oxigŒnio
O oxigŒnio Ø um gÆs, forma mistura homogŒnea com outros gases, se liga
a muitas substâncias.
O nitrogŒnio tambØm tem algumas propriedades iguais às do oxigŒnio, mas
possui outras, completamente diferentes.
Vemos que o oxigŒnio faz uma sØrie de coisas que o nitrogŒnio nªo faz.
Quando o oxigŒnio faz o ferro enferrujar, uma vela queimar ou quando se liga
a uma substância do sangue, ele se modifica. O nitrogŒnio nªo se modifica
facilmente; ele fica como estÆ; ele Ø mais estÆvelestÆvelestÆvelestÆvelestÆvel.
Podemos descrever uma propriedade com palavras ou podemos medi-la.
Quando a medimos, apresentamos um nœmero como resultado.
Por exemplo:
- O nitrogŒnio Ø incolor. A propriedade corcorcorcorcor Ø descrita com palavras.
- A temperatura de ebuliçªo da Ægua Ø 100oC. A propriedade ponto deponto deponto deponto deponto de
ebuliçªoebuliçªoebuliçªoebuliçªoebuliçªo Ø dada por nœmeros.
O oxigŒnio se liga nªo só ao ferro mas a quase todos os metais. Por exemplo:
alumínio, cobre etc. Quando o oxigŒnio se liga a um metal, dizemos que o metal
se oxidou. O nitrogŒnio dificilmente se liga a um metal. Por isso nitrogŒnio Ø
usado em muitos processos industriais para proteger um metal do oxigŒnio.
Por que nitrogŒnio e oxigŒnio sªo tªo diferentes? Por que tŒm propriedades
diferentes? É difícil saber, pois nem podemos ver partículas de nitrogŒnio e
oxigŒnio, de tªo pequenas que sªo. Podemos, porØm, “inventar” uma explicaçªo.
Qual Ø a utilidade disso? A explicaçªo precisa esclarecer por que nitrogŒnio e
oxigŒnio sªo gases, por que sªo incolores, por que o oxigŒnio se liga ao ferro e
o nitrogŒnio nªo etc. Se a explicaçªo que “inventamos” Ø boa, ela deve servir para
nos informar sobre um comportamento do oxigŒnio que nós ainda nªo testamos.
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A U L A ¤ Que a qualidade do ar depende das substâncias presentes no ar.
¤ Que no ar tem argônio e gÆs carbônico.
¤ Que o argônio Ø parecido com o nitrogŒnio.
¤ Que o nitrogŒnio pode aparecer em outras formas, diferentes daquela que
aparece no ar.
¤ Que, quando respiramos, aproveitamos uma parte do oxigŒnio.
¤ Que, quando respiramos, o oxigŒnio se liga ao sangue.
¤ Que o oxigŒnio e o nitrogŒnio tŒm propriedades diferentes.
Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4
O que sªo poluentes?
Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5
Qual Ø a principal diferença entre o ar do campo e o ar da cidade?
Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6
Coloque os gases: oxigŒnio, nitrogŒnio, argônio e gÆs carbônico na ordem de
quantidade em que eles estªo presentes no ar.
Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7
Por que se considera o nitrogŒnio um gÆs estÆvel?
Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada afirmativa abaixo:
( ) O ar do campo tambØm tem argônio e gÆs carbônico.
( ) O oxigŒnio Ø a substância que existe no ar em maior quantidade.
( ) Ar poluído nªo prejudica a saœde do homem.
( ) O gÆs nitrogŒnio entra e sai do nosso corpo sem acontecer nada com ele.
( ) NitrogŒnio forma uma mistura homogŒnea com oxigŒnio.
Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9
Preencha o quadro a seguir com as palavras simsimsimsimsimou nªonªonªonªonªo:
PROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADES NITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIO OXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIO
É um gÆs. .......................... ..........................
É incolor. .......................... ..........................
Faz o ferro enferrujar. .......................... ..........................
Nªo deixa a vela queimar. .......................... ..........................
Nªo se liga ao sangue. .......................... ..........................
É usado na respiraçªo. .......................... ..........................
Agora eu sei
Vamos
exercitar
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A U L AExercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10
Liste, a seguir, algumas propriedades do nitrogŒnio e outras do oxigŒnio:
NITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIONITROG˚NIO OXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIOOXIG˚NIO
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
............................................... ...............................................
Exercício 11Exercício 11Exercício 11Exercício 11Exercício 11
Por que o oxigŒnio Ø aproveitado na respiraçªo e o nitrogŒnio nªo Ø?
Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12
Responda sim sim sim sim sim ou nªonªonªonªonªo:
a)a)a)a)a) O argônio Ø usado na respiraçªo do homem?
b)b)b)b)b) O argônio Ø um gÆs?
c)c)c)c)c) O argônio Ø colorido?
d)d)d)d)d) As propriedades do argônio sªo parecidas com as do oxigŒnio?
Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13
Sªo dadas, a seguir, informaçıes sobre a composiçªo do ar atmosfØrico: 78%
de nitrogŒnio, 21% de oxigŒnio, 0,93% de argônio e 0,03% de gÆs carbônico.
a)a)a)a)a) Organize numa tabela as informaçıes dadas acima.
b)b)b)b)b) Escreva como se lΠcada uma das linhas da tabela que vocΠfez.
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