Coleção Química Cidadã
QUÍMICA Cidadã
VOLUME 1
PEQUIS – PROJETO DE ENSINO DE QUÍMICA E SOCIEDADE
ENSINO MÉDIO – QUÍMICA – 1-a série Wildson Luiz Pereira dos Santos (coord.) Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB. Licenciado em Química pela Universidade de Brasília, mestre em Educação em Ensino de Química pela Unicamp e doutor em Educação em Ensino de Ciências pela UFMG. Gerson de Souza Mól (coord.) Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB. Bacharel e licenciado em Química pela Universidade Federal de Viçosa, mestre em Química Analítica pela UFMG e doutor em Ensino de Química pela Universidade de Brasília (UnB). Siland Meiry França Dib Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Educação pela Universidade Católica de Brasília (UCB). Roseli Takako Matsunaga Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB). Sandra Maria de Oliveira Santos Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB). Eliane Nilvana F. de Castro Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB). Gentil de Souza Silva Professor do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal e químico industrial. Licenciado em Química pela Universidade Estadual da Paraíba e especialista em Química pela Universidade Federal de Lavras. Salvia Barbosa Farias Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB).
São Paulo – 2013 2ª- ediç ed ição ão
MANUAL DO PROFESSOR
Coleção Química Cidadã
QUÍMICA Cidadã
VOLUME 1
PEQUIS – PROJETO DE ENSINO DE QUÍMICA E SOCIEDADE
ENSINO MÉDIO – QUÍMICA – 1-a série Wildson Luiz Pereira dos Santos (coord.) Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB. Licenciado em Química pela Universidade de Brasília, mestre em Educação em Ensino de Química pela Unicamp e doutor em Educação em Ensino de Ciências pela UFMG. Gerson de Souza Mól (coord.) Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB. Bacharel e licenciado em Química pela Universidade Federal de Viçosa, mestre em Química Analítica pela UFMG e doutor em Ensino de Química pela Universidade de Brasília (UnB). Siland Meiry França Dib Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Educação pela Universidade Católica de Brasília (UCB). Roseli Takako Matsunaga Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB). Sandra Maria de Oliveira Santos Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB). Eliane Nilvana F. de Castro Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB). Gentil de Souza Silva Professor do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal e químico industrial. Licenciado em Química pela Universidade Estadual da Paraíba e especialista em Química pela Universidade Federal de Lavras. Salvia Barbosa Farias Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal. Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB).
São Paulo – 2013 2ª- ediç ed ição ão
MANUAL DO PROFESSOR
Título original: Químic a Cidadã – Volume 1 © Editora A JS Ltda, 2013 Editores: Projeto gráfico e capa: Pesquisa iconográfica: Produção editorial: Direção: Direção editorial: Gerência editorial: Coordenação de produção: Edição de arte: Editoração eletrônica: Edição de texto: Revisão: Pesquisa iconográfica: Ilustrações: Ilustração da capa:
Dados
Arnaldo Saraiva e Joaquim Saraiva Flávio Nigro Cláudio Perez Maps World Produções Gráficas Ltda Maurício Barreto Antonio Nicolau Youssef Carmen Olivieri Lariss a Prado Jorge Okura Alexandre Tallarico, Flávio Akatuka, Francisco Lavorini, Juliana Cristina Silva, Veridiana Freitas, Vivian Trevizan e Wendel de Freitas Ana Cristina Mendes Perfetti Adriano Camargo Monteiro, Fabiana Camargo Pellegrini, Juliana Biggi, Luicy Caetano e Thaís dos Santos Coutinho Elaine Bueno e Luiz Fernando Botter AMJ Studio, José Yuji Kuribayashi, Osvaldo Sequetin e Paulo Cesar Pereira Moacir Knorr Guterres (Moa)
Internacionais de Catalogação na Publicação (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
(CIP)
Química cidadã : volume 1 : ensino médio : 1º série / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mól , (coords.) . -- 2. ed. -São Paulo : Editora AJS, 2013. -- (Coleção química cidadã)
PEQUIS - Projeto de Ensino de Química e Sociedade. "Componente curricular: Química". Vários autores. Suplementado pelo manual do professor. Bibliografia 1. Química (Ensino médio) I. Santos, Wildson Luiz Pereira dos. II. Mól, Gerson de Souza. III. Série. ISBN:978-85-62482-85-4 (Aluno) ISBN:978-85-62482-86-1 (Professor)
13-06557
CDD-540.7 Índices para catálogo sistemático:
1. Química : Ensino médio
540.7
2013
Editora AJS Ltda. – Todos os direitos reservados Endereço: R. Xavantes, 719 719,, sl. 632 Brás – São Paulo – SP CEP: 03027-000 Telefone: (011) 2081-4677 E-mail:
[email protected]
APRESENTAÇÃO APRESENT AÇÃO A você, estudante Ingressar no Ensino Médio significa iniciar a etapa final de sua formação básica que lhe capacitará a ingressar no mercardo de trabalho, a participar da sociedade e a avançar em estudos superiores. Com essa formação, você terá uma base mais sólida para compreender a dinâmica do mundo, reivindicar seus direitos e atuar com ações positivas na construção de uma sociedade mais justa e igualitária. Para isso é que você precisa estudar Ciências, pois seu estudo nos fornece modelos que permitem a previsão de fatos, possibilitando intervenções que trazem melhor qualidade de vida. A Química engloba conhecimentos sobre produtos químicos e suas transformações, que têm permitido a humanidade lidar com as diversidades de sua existência. Participar da sociedade é ter o direito a ingressar em e m um mercado de trabalho que garanta os recursos materiais mínimos para uma vida digna. Para isso, são exigidos conhecimentos e habilidades que permitam uma atuação produtiva. Sem dúvida, o domínio dos princípios da matéria nos capacita para o exercício profissional com maior qualificação e potencial para auferir melhores salários. E esse domínio também nos qualificará para o progresso em estudos superiores. superiore s. Com essas finalidades este livro foi escrito. O conhecimento científico por ele veiculado foi cuidadosamente selecionado para que você entenda os princípios do estudo das substâncias, dos materiais e de suas transformações. Fazemos uso de conceitos dos diversos campos da Ciência, sobretudo da Física e da Biologia, e trabalhamos com as ferramentas da Matemática para bem compreender a complexidade do mundo físico. Os autores deste livro, com larga experiência no ensino de Química, buscaram buscaram estratégias e conteúdos relevantes para sua formação como cidadão. Acreditamos que o Ensino Médio esteja mudando, assim como o Ensino Superior precisa de mudanças, selecionando estudantes que, mais do que o domínio de fórmulas, saibam saibam resolver problemas pr oblemas desafiadores da existência da vida no planeta. As provas do Enem vêm se consolidando nesse processo de mudança, exigindo capacidade de leitura e interpretação. É com essa perspectiva que vamos prepará-lo com este livro. Isso tudo está exigindo um novo perfil de estudante. Entendemos que aprender Química não é simplesmente memorizar fórmulas, decorar conceitos e resolver exercícios. Aprender Química é entender como essa atividade humana tem se desenvolvido ao longo dos anos, como os seus conceitos explicam os fenômenos que nos rodeiam e como podemos fazer uso de seu conhecimento na busca de alternativas para melhorar a condição de vida do planeta. Com o propósito de formar um cidadão crítico, nos três volumes da coleção trataremos das relações entre a Química, as suas tecnologias, a sociedade e o ambiente. Neste primeiro volume, vamos estudar os materiais e as substâncias: suas propriedades, suas transformações e seus constituintes. Nesse estudo, veremos os modelos dos constituintes e as suas interações, bem como as suas proporções nas reações químicas. Estudaremos, ainda, o que é Química, seus vários campos de atuação e suas relações com as demais Ciências. Em nossa abordagem temática, daremos um enfoque à Química ambiental por meio de temas que demonstram os impactos da tecnologia química na sociedade e que possibilitam desenvolver ações que conciliem desenvolvimento tecnológico, qualidade de vida, preservação ambiental e justiça social. Para isso, precisamos compreender os problemas relacionados re lacionados às mudanças climáticas que ameaçam a nossa existência e buscar uma mudança de atitude em relação ao consumismo, ao destino do lixo, à poluição atmosférica, ao uso indiscriminado de agrotóxicos e de produtos químicos. Estudaremos esses temas discutindo problemas sociais e atitudes para assegurar a vida das nossas e das futuras gerações. Esperamos que o início de seu aprendizado em Química seja muito prazeroso com essa nova abordagem. Um forte abraço.
Os autores
CONHEÇA SEU LIVRO Tema em foco
Química na escola
Este livro é dividido em três Unidades, e em cada uma, abordamos um tema social, que contextualiza o conhecimento químico. químico. Mesmo que o seu professor professor não tenha tempo de discutir os textos desses temas em sala de aula, mantenha-se informado lendo todas as informações contidas nas Unidades.
Em Química na escola você se depara com uma série de experimentos investigativos. Muitos poderão ser feitos na própria sala de aula. Todos poderão ajudar o professor a conseguir os materiais necessários. Ao discutir os resultados, você aprenderá a usar tabelas e gráficos. Pense sempre sobre as conclusões que poderão ser extraídas de suas observações. Caso seja muito difícil realizar os experimentos, procure analisar os dados que fornecemos. Aprender a observar e explicar o que está ao seu redor ajudará você a entender melhor o mundo em que vivemos.
Debata e entenda Para buscar um mundo melhor é preciso aprender a participar dos debates sobre o nosso futuro. Neste livro, esperamos que você participe o tempo todo apresentando e defendendo suas ideias, além de ouvir e respeitar as de seus colegas. Aprenda a participar par ticipar,, tentando explicar tudo o que lhe é perguntado com as suas próprias palavras.
Pense Ao se deparar no texto tex to com uma questão com o comando Pense, pare a leitura, reflita e tente responder antes de prosseguir. Procurar explicações e expressá-las com as próprias palavras palavras ajuda a entender melhor o que está sendo ensinado, pois você pode comparar a sua ideia original com os novos conceitos que estão sendo introduzidos.
A Ciência na História Sempre que você encontrar a chamada A Ciência na História, leia o texto atentamente e procure observar a contextualização histórica do surgimento das definições e conceitos relativos aos conteúdos estudados, bem como as circunstânciass em que os cientistas citados contribuíram para circunstância o desenvolvimento da Química e da Ciência.
Ação e cidadania Os temas fazem parte de sua vida. Por isso, propomos atividades de Ação e cidadania com o objetivo de você conhecer a sua comunidade e procurar pensar em alternativas para seus problemas. Participe das atividades com espírito de cooperação, solidariedade, responsabilidade, respeito e tolerância à opinião do outro. Assim, você estará contribuindo para a construção de uma sociedade em que os interesses da coletividade estejam acima dos interesses individuais.
Alertamos para que, ao realizar os experimentos , você siga rigorosamente as normas de segurança da última página do livro. Nunca tente fazer qualquer experimento sem a orientação e supervisão de seu professor professor.. Lembre-se também de usar o mínimo possível de materiais para gerar poucos resíduos. Assim você estará contribuindo para a preservação do ambiente.
Em Atitude sustentável você encontra um rico conjunto de sugestões, cuidados e orientações para a prática da Cidadania, sobretudo no que se refere aos impactos ambientais, nos quais estão envovidos diversos conceitos estudados em nosso curso de Química.
Exercícios O aprendizado dos conceitos da Química ocorre a partir da leitura dos textos e da realização dos Exercícios e Atividades, apresentados nos capítulos. Lembre-se da importância da realização dos exercícios e das atividades, mas tenha sempre em mente que o aprendizado depende também das leituras e revisões de todos os textos e das diversas discussões propostas ao longo do desenvolvimento do conteúdo.
Ao terminar o estudo de cada capítulo capítulo,, faça uma revisão de tudo que aprendeu. Para isso, verifique ao final do capítulo, na seção O que aprendemos neste capítulo, se você compreendeu claramente todos os conceitos ali apontados, revendo no capítulo as explicações que foram fornecidas na sua apresentação.
SUMÁRIO UNIDADE 1
Consumo sustentável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
CAPÍTULO 1 Tema em foco TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Reutilizar e reciclar: Retornando o material ao ciclo útil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1. Transformações químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . 13 2. Química, tecnologia e sociedade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 3. Propriedades das substâncias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 CAPÍTULO 4. Identificação das substâncias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 CONSTITUINTES DAS SUBSTÂNCIAS, QUÍMICA E CIÊNCIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Tema em foco 1. Da Alquimia à Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . 74 Consumismo: mal do século XXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2. Conhecimento científico e senso comum . . . . . . . . . . . 79 3. Constituintes da matéria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . 81 4. A Química e sua linguagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 •
•
CAPÍTULO 2
MATERIAIS E PROCESSOS DE SEPARAÇÃO . . . . . . . . . . . . 42 Temas em foco 1. Materiais e substâncias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Lixo: tratamento e disposição final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2. Processos de separação de materiais . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Em busca do consumo sustentável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 • •
UNIDADE 2
Poluição atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . .
104
CAPÍTULO 4
CAPÍTULO 5
ESTUDOS DOS GASES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 1133 1. Medidas, fenômenos e modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1199 2. Grandezas do estado gasoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. Propriedades dos gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 4. Leis dos gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 5. Lei geral dos gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6. Teoria cinética dos gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
MODELOS ATÔMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 1. Modelos e teorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . 148 2. Modelo atômico de Dalton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 3. Modelo atômico de Thomson. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 4. Modelo atômico de Rutherford . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 5. O átomo e suas partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . 161 6. Modelo atômico de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . 167 7. Modelo quântico
Tema em foco para o átomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Poluição atmosférica e 8. Configuração eletrônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . 175 aquecimento global. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Temas em foco Camada de ozônio e radiação solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . 142 Mercado de carbono! O que é isso? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . 166 •
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Agri ricu cult ltur uraa UNIDADE 3 Ag
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CAPÍTULO 6
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CAPÍTULO 8
CLASSIFICAÇÃO SUBSTÂNCIAS PERIÓDICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 INORGÂNICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 1. Elementos químicos: síntese, 1. Interações entre constituintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 descoberta e simbologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 2. Forças intermoleculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 2. Breve histórico da classificação 3. Substâncias inorgânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 dos elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 4. Ácidos e bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 3. Classificação moderna dos 5. Teorias de ácidos e bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 elementos químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . . . . 202 6. Nomenclatura de 4. A Lei Periódica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 ácidos e bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 2111 7. A neutralização de 5. Propriedades periódicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ácidos e bases – sais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 8. Óxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Tema em foco Química e agricultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 •
CAPÍTULO 7 LIGAÇÕES QUÍMICAS . . . . . . . 218 1. Ligação iônica . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 2. Regra do octeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 3. Representação das substâncias iônicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 4. Ligação covalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 5. Tipos de ligação covalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 6. Fórmula estrutural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 7. Constituintes moleculares e amoleculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 8. Representação geométrica das moléculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 9. Polaridade das moléculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 10. Ligação metálica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Tema em foco Produção de alimentos e ambiente: faces da mesma moeda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 •
Tema em foco Agricultura sustentável: opção inteligente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 •
Gabarito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 É bom ler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Tabela periódica dos elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Segurança no laboratório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
UNIDADE
s ê r T a s n
e r P / o c s a l e V o t a n e R
O artista plástico Sérgio Luiz Cezar, que utiliza vários materiais encontrados no lixo para fazer maquetes.
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Como conciliar desenvolvimento, qualidade de vida, distribuição de renda, justiça social e preservação ambiental? Capítulo 1 Transformações e propriedades das substâncias 1. Transformações químicas 2. Química, tecnologia e sociedade 3. Propriedades das substâncias 4. Identificação das substâncias Capítulo 2 Materiais e processos de separação 1. Materiais e substâncias 2. Processos de separação de materiais
Capítulo 3 Constituintes das substâncias, Química e Ciência 1. Da Alquimia à Química 2. Conhecimento científico e senso comum 3. Constituintes da matéria 4. A Química e sua linguagem
o ã ç a g l u v i D
Temas em foco: • • • •
Consumismo: mal do século XXI Reutilizar e reciclar: retornando o material ao ciclo útil Lixo: tratamento e disposição final Em busca do consumo sustentável
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Capítulo 1 S A I C N Â T S B U S S A D S E D A D E I R P O R P E S E Õ Ç A M R O F S N A R T
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS Como identificamos uma reação química? Transformação sustentável do planeta
Tema em foco CONSUMISMO: MAL DO SÉCULO XXI A palavra “desperdício” pode ser entendida em vários contextos e podemos defini-la como “o que é gasto sem proveito”. Isso tem relação com os valores consumistas da sociedade industrializada em que vivemos. No início do século XX, a indústria tinha como meta buscar novos mercados para seus produtos, abastecendo-os e crescendo. Logo, os produtos deveriam ser bons, duráveis e baratos. Mas, com o tempo, os consumidores já tinham os produtos e não precisavam mais comprá-los. A solução para a indústria foi lançar no mercado novos produtos, mais modernos, com novos designs, com novas funções, tornando os anteriores obsoletos e fora de moda. Hipermercados, centros de compras, feiras, shoppings, cada dia novas possibilidades, sofisticados, elegantes e reluzentes. Cada vez mais, verifica-se a existência de mais e mais prateleiras com uma variedade crescente de produtos. Quantas marcas de detergentes sintéticos existem? Quantos diferentes tipos de automóveis, celulares, câmeras digitais, equipamentos domésticos? Para ganhar o mercado, cada indústria lança um novo tipo de produto acrescentando novidades para o consumidor, como diferentes odores, embalagens, consistências, aspectos, funções e recursos etc. Imagine quantas transformações ocorrem diariamente no planeta. Essas transformações provocadas por mais de 7 bilhões de pessoas geram custos de impactos no planeta que precisam ser avaliadas por todos nós!
e m i t s m a e r D / n a h r u K
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Associada ao processo de lançamento de novos produtos está a preocupação com a estética. Muitas vezes, a única mudança que o produto ganha é a embalagem. Talvez você ainda tenha alguns desses modelos de celulares em casa guardados em algum lugar. Será que nenhum deles pode ser usado? Será que o modelo que não tenha câmera fotográfica de três megapixels , MP10, TV etc. não serve mais como um aparelho de celular?
i t t u m e D y l e H
i t t u m e D y l e H : s o t o F
C A P Í T U L O
A estrutura econômica hoje, na qual estamos inseridos, se organiza de modo a favorecer o aumento do consumo, que concorre para a criação de um modelo de economia fundamental para o desenvolvimento econômico do país. Mas, se o consumo assumir uma dinâmica progressiva de crescimento, aonde vamos parar? A ideia dominante do ponto de vista econômico é a de que o crescimento está alicerçado no aumento contínuo da produção e do consumo de bens e serviços, reconhecidos como meios de promover a prosperidade e a qualidade de vida para o maior número possível de pessoas. Isso se fundamenta no modelo de desenvolvimento contínuo da ciência e tecnologia, que para muitos implica desenvolvimento social. No entanto, sabe-se que nem sempre o desenvolvimento econômico acarreta desenvolvimento social. Atualmente, com o processo de globalização, o que ocorre é a concentração de riqueza e o aumento da pobreza. Essa ordem de crescimento não é sustentável a médio e longo prazo. A atual dinâmica de consumo desenfreado tem provocado a destruição em larga escala da natureza em um ritmo superior ao que o planeta pode se ajustar. A Terra já dá sinais de que o preço a ser pago com esse descontrole será altíssimo. Há indícios de que a área terrestre e marinha necessária para regenerar o ambiente natural e dispor os resíduos gerados pelo ritmo de consumo em vigor já ultrapassa a área da superfície terrestre. O presente modelo econômico introduziu o que chamamos consumismo, que significa a expansão da cultura do “ter” em detrimento da cultura do “ser”. O estilo de vida norte-americano provocou a expansão do consumo, que, estimulado pelas forças do mercado, da moda e da propaganda, se transformou em compulsão. Tal dinâmica influenciou a personalidade social. Na cultura do consumo, os indivíduos passaram a ser reconhecidos, avaliados e julgados pelo que consomem, vestem e calçam, pelo carro e celular exibidos em público. Isso chegou a tal ponto que até felicidade e qualidade de vida passaram a ser avaliadas por muitos com base no que o indivíduo consome. Podemos dizer que o consumo é necessário, afinal precisamos manter nossas necessidades básicas de sobrevi vência. Entretanto, existem dificuldades em se diferenciar consumo e consumismo, o limite entre necessidades básicas e supérfluas relacionam-se com características culturais das sociedades.
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Pense Para você, o que significam necessidades básicas e necessidades supérfluas? É difícil estabelecer a diferença entre consumo e consumismo, pois o que é básico para alguns pode ser supérfluo para outros. Podemos dizer que consumo é a utilização de bens e serviços para satisfazer necessidades individuais e coletivas. Somos consumidores de alimentos, água, energia elétrica, transporte etc. O consumismo, por sua vez, está associado ao consumo supérfluo e inconsciente, sob influência de empresas, grupos e políticas públicas e privadas diversas. Consumismo é o consumo extravagante. É o consumo além do necessário para se ter um bem-estar individual, grupal e social. Isso é percebido durante o processo da compra. Associadas com o consumo além das necessidades naturais, existem três espécies de compra: a não planejada (feita em virtude da pressão do tempo ou por lembrar-se de comprar ao ver exposto), a impulsiva (súbita vontade de comprar algo que não estava nos planos) e a compulsiva (compras em excesso em resposta a sentimentos de tensão, ansiedade, aborrecimentos, autoestima etc.). Muito do que é comprado pelas pessoas é para atender à vontade momentânea de compra e não para atender a alguma necessidade real. Esse tipo desnecessário de compra caracteriza o consumista patológico.
AMj Studio
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S A S I A C I N C Â N T Ê S T B S U B S U S S A D S S A E D D S A E D D E I A R D P E O I R R P P E O S R E P Õ E Ç A S E M R Õ Ç O F A S M N R A R O T F
S N A R T
o i d u t S j M A
As propagandas vendem a imagem do consumidor feliz, mas na realidade o que ele enfrenta no dia a dia não é lá um modelo de felicidade! Atualmente, muita gente opta por um modelo de vida mais simples na busca de maior felicidade.
No entanto, o consumismo pode causar má qualidade de vida às pessoas. Uma mania que prejudica o bem-estar de um ser humano é a oniomania (impulso compulsivo de comprar), considerada psicopatológica. Outro fator que afeta a qualidade de vida é o conhecido “mal do século XXI”, ou seja, o tecnoestresse – ansiedade diária, nervosismo e cansaço por excesso de informações por meio da utilização de computadores, notebooks, celulares e outros. Existem pessoas que querem ter produtos tecnológicos de última geração e ficam ansiosas para adquiri-los. Para fabricantes, publicitários, mídia e comerciantes, esse tipo de indivíduo é essencial aos seus negócios. E para o planeta, será um bom negócio? Sem dúvida, a publicidade é um meio eficiente para tornar um bem de consumo conhecido. No entanto, como ela atende a interesses da indústria e do comércio, busca artifícios para atingir pontos vulneráveis do consumidor – vaidade, desejo, gosto e outros. As mulheres das propagandas de cosméticos são muito bonitas, atraentes, magras – parecem ideais. E quando a mídia explora produtos de limpeza, parece que estamos vivendo em uma casa modelo, brilhando e com mobílias novas. Já a imagem do homem é, geralmente, a de pessoa viril, simpática, alinhada, com carro esportivo etc. Infelizmente, existem grupos publicitários que produzem propagandas enganosas ou abusivas, explorando a credibilidade dos consumidores. Nesse caso, como bons cidadãos, devemos denunciá-los à Procuradoria de Proteção e Defesa do Consumidor (Procon) ou ao Ministério Público, pois essa prática é proibida pelo Código de Defesa do Consumidor. Para mudar essa situação, a sociedade precisa ter clareza de que o consumo desenfreado e a mentalidade de utilizar produtos descartáveis representam uma ameaça à presente e às futuras gerações. É preciso aprender a cuidar adequadamente do planeta Terra. É necessário mudar nossos hábitos e nos tornar mais críticos em relação à publicidade. Precisamos aprender a avaliar não só o custo financeiro de um bem, mas também seu custo ambiental e social. Porém o fundamental, e talvez o mais difícil, é consumir apenas o necessário, sem extravagância.
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. O texto fez referências ao “consumo compulsivo”, existente na sociedade moderna e tecnológica. Quais são os aspectos éticos que devem ser discutidos no contexto da sociedade de consumo? 2. Discuta em sala de aula situações do dia a dia em que o consumismo prejudica a qualidade de vida do ser human o. 3. Discuta com os colegas a afirmação “O consumo é fundamental para o desenvolvimento econôm ico de um país”. 4. O desperdício é um fator que deve ser evitado para a manutenção da economia de empresas, residências, indústrias e vários outros espaços da sociedade; diversos fatores também estão relacionados ao desperdício, como a poluição ambiental, intoxicações etc. Observando o dia a dia de sua casa e de sua escola, cite alguns exemplos de desperdícios e como se pode combatê-los. 5. Ainda com relação ao desperdício, dê uma olhada detalhada na despensa de sua casa e faça uma pequena lista, apenas para não esquecer, dos produtos que você utiliza no cotidiano. Em sala de aula, discuta com os colegas, num grande grupo, as questões abaixo e depois comente os resultados com a família: a) que produtos poderiam ser retirados da lista de compras de sua casa sem maiores prejuízos? b) que produtos poderiam ser substituídos por outros com o mesmo efeito gerando menor impacto ambiental? 6. Debata com os colegas como a expansão da cultura do “ter” em detrimento da cultura do “ser” afeta (influencia) o seu relacionamento com os amigos e com a família.
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C A P Í T U L O
1 TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A
Química está intimamente relacionada ao consumo da sociedade atual por possibilitar a produção de novos bens de consumo. Para isso, é fundamental compreendermos como são desenvolvidos novos materiais e como se mudam as propriedades dos já existentes. A Química também nos ajuda a compreender melhor as consequências ambientais do alto consumo humano. A partir daí, podemos pensar em ações para melhorar as condições de vida na Terra por meio da economia de energia e matéria-prima e da diminuição das consequências do descarte do lixo em diferentes ambientes.
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Pense
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Que transformações acontecem, com o passar do tempo, com os materiais descartados no lixo? Que materiais,
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aparentemente, não sofrem transformações no lixo?
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Com o passar do tempo, o lixo sofre uma série de transformações. Muda de cor, de cheiro e de aparência. Um bom exemplo dessas transformações é a degradação de restos de alimentos. Não há dúvida de como as características de um alimento mudam quando descartado. Identificar as transformações que acontecem com os materiais é parte fundamental da Química. Para aprendermos como isso pode ser feito, vamos realizar as atividades abaixo. Os cientistas denominam os objetos ou os processos que estão sendo estudados de sistemas, e as características e propriedades que os sistemas apresentam, de estado do sistema. Portanto, a evidência de uma transformação está na mudança de estado do sistema. O conjunto de características anteriores à transformação é denominado estado inicial do sistema e o conjunto de características posterior à transformação é denominado estado final do sistema .
1. Cite cinco exemplos de transformações de materiais que ocorrem na natureza. 2. Reproduza a tabela abaixo no caderno, relacionando, como no exemplo, as transformações que você identificou acima com características que permitam a identificação. Ordem 2
IDENTIFICAÇÃO DE TRANSFORMAÇÕES Termo anterior Valor do termo 1 1+2=3
3. Você poderia dizer se na queima e no corte de uma folha de papel ocorrem transformações do mesmo tipo? Justifique.
Pense Qual é a diferença entre as transformações sofridas por alimentos e a transformação ocorrida em uma
lata ao ser amassada?
i t t u m e D y l e H
Iguais ou diferentes? O que você acha?
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S A I C N Â T S B U S S A D S E D A D E I R P O R P E S E Õ Ç A M R O F S N A R T
Ao compararmos o estado inicial de uma lata normal com o estado final, após ser amassada, verificamos que ocorreu uma mudança nas características. Porém, o que mudou foi só a forma física do material. A lata continua sendo constituída de liga de alumínio, sem alterar características, tais como cor, cheiro, textura etc. Já os alimentos, depois que sofrem decomposição, apresentam outra constituição. Os processos em que não ocorrem mudanças na constituição das substâncias presentes no material são denominados processos físicos. Os processos em que ocorrem mudanças na constituição do material por causa de formação de nova(s) substância(s) são denominados transformações químicas, também chamados reações químicas. Para entendermos o que é uma transformação química, vamos fazer o experimento a seguir.
Química na escola
Consulte as normas de segurança no laboratório, na última página deste livro.
Como sabemos que ocorreu uma reação química?
i t t u m e D y l e H
Nesse experimento, você fará uma série de testes com o objetivo de observar ocorrências que permitam a identificaç ão de reações químicas. Faça os testes em grupo. Se necessário, os tubos de ensaio podem ser substituídos por pequenos frascos de vidro transparentes, como aqueles usados para acondicionar medicamento injetável. O uso de equipamentos de segurança é fundamental no trabalho do químico em laboratório.
Materiais • • • • • • • •
5 tubos de ensaio conta-gotas estante para tubos de ensaio pinça de madeira lamparina água gelo açúcar
•
solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L (pode-se usar 1 colher de café de
soda cáustica para 0,5 litro de água) • vinagre branco • 1/4 de comprimido efervescente • solução de fenolftaleína, 10 g/L (pode-se usar 1 colher de café para 100 mL de álcool etílico comercial)
Procedimento 1. Numere os tubos de ensaio de 1 a 5. 2. Reproduza no caderno a tabela apresentada a seguir e complete-a ao realizar cada teste.
Tubo
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DADOS DE DESCRIÇÃO DO ESTADO DO SISTEMA Estado inicial Estado final Observações
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z z z z z z z z
z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z z z z z
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z z z z z z z z
z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z z z z z
3
z z z z z z z z
z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z z z z z
C A P Í T U L O
3. Em cada tubo, adicione os materiais indicados nos itens seguintes e observe as propriedades que os caracterizam (cor, estado de agregação, forma de apresentação, odor). Essas propriedades devem ser
anotadas na coluna “estado inicial” da tabela.
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4. Após a realização dos procedimentos indicados, observe novamente as propriedades dos materiais e anote-as na coluna “estado final”. 5. Obser ve atentamente se houve mudanç a de cor, liberação de gás, exalação de odor, aparecimento de um novo estado de agregação, mudança de temperatura ou outras alterações e anote-as na coluna das “observações”.
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6. No tubo 1, coloque um fragmento de gelo e obser ve ao final de todos os testes. 7. No tubo 2, coloque um pouco de água e ¼ do comprimido efervescente. Observe.
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8. No tubo 3, coloque água e aqueça. Observe.
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9. No tubo 4, coloque um pouco de açúcar e água e misture. Observe.
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10.No tubo 5, adicione 1 mL (20 gotas) de solução de hidróxido de sódio (NaOH) e algumas gotas de fenolftaleína. Observe. Guarde este tubo para o próximo teste. 11. No tubo 5, goteje o vinagre branco. Observe. 12.O restante das soluções de hidróxido de sódio e fenolftaleína deve ser acondicionado em embalagens limpas, fechadas e devidamente rotuladas, para reutilização em outras atividades práticas.
Destino dos resíduos 1. Os resíduos dessa atividade podem ser descartados no sistema de coleta de esgoto. 2. No tubo 5, deve-se adicionar vinagre até que a cor da fenolftaleína desapareça por completo antes de descartar seu conteúdo.
Análise de dados 1. Considerando os fenômenos observados, indique em quais dos procedimentos realizados houve indícios de formação de novas substâncias. Justifique a resposta. 2. Procure relacionar as transformações observadas com outras situações da sua vida diária.
A todo instante ocorrem transformações à nossa volta. Você já viu que muitas dessas transformações são processos físicos, como o ocorrido quando uma lata de alumínio é prensada, que não mudam a natureza do material. Mas pegue uma lata de ferro sem pintura e deixe-a alguns dias em ambiente úmido para ver o que acontece. Ela será oxidada, ou seja, enferrujará. A ferrugem é uma substância que tem propriedades bem diferentes do metal original. Ou seja, no enferrujamento há formação de novas substâncias. As transformações desse tipo são chamadas transformações químicas ou reações químicas. Podemos dizer, então, que:
H e l D y e m u t t i
Transformações químicas são processos em que há formação de novas substâncias. As substâncias iniciais são chamadas reagentes e as substâncias formadas são chamadas produtos. A característica central das reações químicas está na formação de novas substâncias. Isso acontece em nosso corpo o tempo todo. A partir dos nutrientes contidos nos alimentos ingeridos, ele produz diversas substâncias que farão parte da constituição de nossas células. Outras reações químicas estão presentes no cotidiano: no cozimento dos alimentos, na queima de combustíveis, na produção ou degradação de materiais dos mais diversos etc.
Na reação do ferro com o oxigênio, surge uma nova substância: o óxido de ferro (ferrugem).
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É por meio de reações químicas que obtemos diferentes materiais a serem utilizados em nossas atividades. É também a partir das reações químicas que adquirimos energia para diferentes atividades como transporte, preparação de alimentos e até mesmo realização de outras reações químicas. No entanto, a partir dessas transformações que realizamos no planeta, diminuímos as quantidades das substâncias utilizadas como reagentes e aumentamos as quantidades das que originam os produtos. Como diminuimos as quantidades de determinadas substâncias e materiais e aumentamos as quantidades de outras, podemos dizer que estamos mudando o estado do planeta. Quais as consequências dessa mudança de estado global? Embora haja muitas previsões, especulações e até mesmo constatações, não sabemos ao certo o que pode acontecer. Daí a necessidade urgente de reduzirmos o ritmo dessas transformações. Por isso, entre outros motivos, o estudo da Química é fundamental em nossas vidas. Afinal, vivemos em uma sociedade tecnológica em que a quase totalidade dos materiais utilizados é obtida por meio de processos químicos. Vamos, a seguir, estudar um pouco como a Química está inserida nesse mundo tecnológico.
S A I C N Â T S B U S S A D S E D A D E I R P O R P E S E Õ Ç A M R O F S N A R T
2 QUÍMICA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE Pense Em nossa vida diária, é muito comum ouvirmos os termos “tecnológico” e “tecnologia”. Para você, o que significam?
D Todas as tecnologias mais avançadas, como a robótica, são derivadas de conhecimentos da estrutura dos materiais.
k c o t s r e t t u h S / r e k l a w t a C
a mesma maneira que podemos dizer que a Química começou a se desenvolver a partir de técnicas primitivas de domínio do fogo, é possível considerar que a tecnologia nasceu quando o ser humano descobriu que podia fazer ferramentas a partir de diferentes materiais, tais como paus, ossos e pedras. Modernamente, o conceito de tecnologia está associado ao conhecimento especializado para produzir e aprimorar bens de consumo (alimentos, roupas, cadeiras, televisores etc.), mercadorias (produtos químicos, ferramentas, máquinas etc.) e serviços (tratamento odontológico, construção civil etc.), geralmente em processos industriais que envolvem máquinas e grandes organizações. Essa tecnologia moderna teve desenvolvimento acelerado após a Revolução Industrial, por causa da introdução de novos modelos de produção e de exploração da natureza. Esses modelos foram, pouco a pouco, substituindo o trabalho dos artesãos. A troca gradativa do trabalho humano pela máquina reduziu custos e aumentou a produção. Esperava-se que a industrialização diminuísse o tempo de trabalho humano, liberando as pessoas para desenvolver mais atividades culturais e de lazer. Será que tudo isso aconteceu? O que você acha? Por quê? De fato o modelo tecnológico atual tem uma contradição: ao mesmo tempo que contribui para a melhoria da qualidade de vida também traz diversos problemas para a sociedade. Ao longo desta coleção, discutiremos uma série de questões relativas a esse modelo de desenvolvimento e as relações entre a Ciência Química e nossa sociedade. Veja um pouco mais sobre a tecnologia.
Tecnologia: fruto da Ciência e da sociedade O conhecimento tecnológico e o científico são intimamente ligados. Com o avanço do conhecimento acerca da estrutura dos materiais, por exemplo, é possível gerar todo um aparato tecnológico para processar informações por meio de máquinas incríveis, conhecidas como computadores.
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