Ciências da Natureza e suas Tecnologias Física, Química e Biologia Antonino Fontenelle, Beto Aquino, Douglas Gomes, João Karllos, Paulo Lemos e Ronaldo Paiva 14 Universidade Aberta do Nordeste e Ensino a Distância são marcas registradas da Fundação Demócrito Rocha. É proibida a duplicação ou reprodução deste fascículo. Cópia não autorizada é Crime. , detalhando sobre a cotidiana: a Eletricidade vid ssa no em ell, te sen pre muito manidade: James Maxw mos um fenômeno físico grandes cientistas da hu is do ert de Alb lho e ; ba Neste fascículo, estudare tra mo o s etis do eletromagn âmica. Acompanharemo , desenvolvendo a teoria os mo rem etis sca a Eletrostática e Eletrodin gn bu , ma o ulo e cíc de fas ica. Ainda neste ção entre a eletricida ções u o Prêmio Nobel de Fís rea de e que determinou a rela s ren çõe lhe e fun qu , das ico io étr me nio por do efeito fotoel buraco na camada de ozô Einstein, com sua teoria saúde), por ácidas, o efeito estufa, o vas tagiosas (programa de chu as con ra ças pa s en do fica as ntí as itid nsm tra explicações cie eza e suas são tur o Na com de Ciências da r, veremos o que são e os a este último fascículo am eg Ch inogânicas. Para finaliza 1. s. 201 me m ver e Ene s rar na prova do , protozoários, fungo os quais você irá se depa meio de vírus, bactérias com as tem es nd gra s e trabalhamo Tecnologias certos de qu os! ud est s seu Sucesso em Caro Estudante, Objeto do Conhecimento Eletricidade e Magnetismo Com o objetivo de deixá-los inteirados no que tange ao conhecimento das tecnologias ligadas ao ramo da eletricidade e do magnetismo, apresentamos, neste fascículo, situações e fenômenos envolvendo este tão empolgante conteúdo da Física. O que seria de nossas vidas sem os aparelhos eletrodomésticos? Eles são efeitos diretos da eletricidade e do magnetismo. A tecnologia moderna avança fugazmente depois do domínio dos fenômenos eletromagnéticos, por isso sua importância em todos os exames de vestibulares. Tenham, todos, um ótimo proveito. Eletricidade Disponível em: <http://www.jornaldoalgarve.pt/wp-content/uploads/2010/09/ rel%C3%A2mpago.jpg>. A eletricidade é um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos. Há dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. As cargas de nome igual (mesmo sinal) se repelem e as de nomes distintos (sinais diferentes) se atraem. A eletricidade se origina da interação de certos tipos de partículas subatômicas. A partícula mais leve que leva carga elétrica é o elétron, que, assim como a partícula de carga elétrica inversa à do elétron, o próton, transporta a 210 unidade fundamental de carga (1,60217646 × 10- 19 C). Cargas elétricas de valor menor são tidas como existentes em subpartículas atômicas, como os quarks. Os átomos, em circunstâncias normais, contêm elétrons, e, frequentemente, os que estão mais afastados do núcleo se desprendem com muita facilidade. Em algumas substâncias, como os metais, proliferam-se os elétrons livres. Dessa maneira, um corpo fica carregado eletricamente graças à reordenação dos elétrons. Um átomo neutro tem quantidades iguais de carga elétrica positiva e negativa. A quantidade de carga elétrica transportada por todos os elétrons do átomo, que, por convenção, é negativa, está equilibrada pela carga positiva localizada no núcleo. Se um corpo contiver um excesso de elétrons, ficará carregado negativamente. Ao contrário, com a ausência de elétrons, um corpo fica carregado positivamente, devido ao fato de que há mais cargas elétricas positivas no núcleo. Bons condutores são, na grande maioria, da família dos metais: ouro, prata e alumínio, assim como alguns novos materiais, de propriedades físicas alteradas, que conduzem energia com perda mínima, denominados supercondutores. Já a porcelana, o plástico, o vidro e a borracha são bons isolantes. Isolantes são materiais que não permitem o fluxo da eletricidade. Eletrostática Disponível em: <http://www.brasilescola.com/upload/e/eletricidade_thumbnail.jpg>. Eletrostática é o ramo da eletricidade que estuda as propriedades e o comportamento de cargas elétricas em repouso, ou que estuda os fenômenos do equilíbrio da eletricidade nos corpos que, de alguma forma, tornam-se carregados de carga elétrica, ou eletrizados. Histórico O estudo científico da eletrostática não é dividido em três partes como muita gente pensa: atrito, contato e indução. O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que recebe o atrito e atrai corpos leves. Tales de Mileto, no século VI a.C., já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática no âmbar. Também os indianos da Antiguidade aqueciam certos cristais que atraíam cinzas quentes atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno, porém, permaneceu através dos tempos apenas como curiosidade. Benjamin Franklin, com sua experiência sobre as descargas atmosféricas, demonstrou o poder das pontas inventando o para-raios. Porém, foi Coulomb quem executou o primeiro estudo sistemático e quantitativo da estática, demonstrando que as repulsões e atrações elétricas são inversamente proporcionais ao quadrado da distância, em 1785. Descobriu ainda o cientista que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial. Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por Laplace, Poisson, Biot, Gauss e Faraday. Princípios da eletrostática Segundo o Princípio da Conservação da Carga Elétrica, num sistema eletricamente isolado, é constante a soma algébrica das cargas elétricas. Já segundo o Princípio da Atração e Repulsão de Cargas, cargas de mesmos sinais se repelem e cargas de sinais opostos se atraem. Eletrodinâmica Eletrodinâmica é o ramo da eletricidade que estuda as propriedades e o comportamento das cargas elétricas em movimento. Corrente elétrica A corrente elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras de carga elétrica. Sabe-se que, microscopicamente, as cargas livres estão em Elétrons atravessando movimento aleatório devido à a seção reta de um fio Disponível em: <http://www. agitação térmica. Apesar desse novafisica.net/conteudo/images- movimento desordenado, ao cont/corrente1.jpg>. estabelecermos um campo elétrico na região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro. Esse movimento recebe o nome de movimento de deriva das cargas livres. Raios são exemplos de corrente elétrica, bem como o vento solar, porém a mais conhecida, provavelmente, é a do fluxo de elétrons através de um condutor elétrico, geralmente metálico. A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampère (A). Sentido da corrente No início da história da eletricidade, definiu-se o sentido da corrente elétrica como sendo o sentido do fluxo de cargas positivas, ou seja, as cargas que se movimentam do polo positivo para o polo negativo. Naquele tempo, nada se conhecia sobre a estrutura dos átomos. Não se imaginava que em condutores sólidos as cargas positivas estão fortemente ligadas aos núcleos dos átomos e, portanto, não pode haver fluxo macroscópico de cargas positivas em condutores sólidos. No entanto, quando a física subatômica estabeleceu esse fato, o conceito anterior já estava arraigado e era amplamente utilizado em cálculos e representações para análise de circuitos. Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente. Em qualquer tipo de condutor, este é o sentido contrário ao fluxo líquido das cargas negativas ou o sentido do campo elétrico estabelecido no condutor. Na prática, qualquer corrente elétrica pode ser representada por um fluxo de portadores positivos sem que disso decorram erros de cálculo ou quaisquer problemas práticos. O sentido real da corrente elétrica depende da natureza do condutor. Nos sólidos, as cargas cujo fluxo constitui a corrente real são os elétrons livres; nos líquidos, os portadores de corrente são íons positivos e íons negativos; enquanto que nos gases são íons positivos, íons negativos e elétrons livres. O sentido real é o sentido do movimento de deriva das cargas elétricas livres (portadores). Esse movimento se dá no sentido contrário ao campo elétrico se os portadores forem negativos, caso dos condutores metálicos, e, no mesmo sentido do campo, se os portadores forem positivos. Mas existem casos onde verificamos cargas se movimentando nos dois sentidos. Isso acontece quando o condutor apresenta os dois tipos de cargas livres, condutores iônicos por exemplo. É interessante notar que, nesses casos, onde portadores de carga dos dois tipos estão presentes, ambos contribuem para variações de carga com mesmo sinal em qualquer volume limitado do condutor, porque cargas positivas entrando no volume escolhido, ou cargas negativas saindo do volume escolhido, significam um aumento da quantidade de cargas positivas. Esta é a razão para ser necessário introduzir uma convenção de sentido para a corrente. Eletromagnetismo Disponível em: <http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/Biografias/Faraday/experiment.jpg>. Universidade Aberta do Nordeste 211 O eletromagnetismo é o nome da teoria unificada desenvolvida por James Maxwell para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo. Essa teoria baseia-se no conceito de campo eletromagnético. O campo magnético é resultado do movimento de cargas elétricas, ou seja, é resultado de corrente elétrica. O campo magnético pode resultar em uma força eletromagnética quando associada a ímãs. A variação do fluxo magnético resulta em um campo elétrico (fenômeno conhecido por indução eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores elétricos, motores e transformadores de tensão). Semelhantemente, a variação de um campo elétrico gera um campo magnético. Devido a essa interdependência entre campo elétrico e campo magnético, faz sentido falar em uma única entidade chamada campo eletromagnético. A Teoria do Eletromagnetismo foi o que permitiu o desenvolvimento da Teoria da Relatividade Especial por Albert Einstein em 1905. A força eletromagnética A força que um campo eletromagnético exerce sobre cargas elétricas, chamada força eletromagnética, é uma das quatro forças fundamentais. As outras são: a força nuclear forte (que mantém o núcleo atômico coeso), a força nuclear fraca (que causa certas formas de decaimento radioativo) e a força gravitacional. Quaisquer outras forças provêm necessariamente dessas quatro forças fundamentais. A força eletromagnética tem a ver com praticamente todos os fenômenos físicos que se encontram no cotidiano, com exceção da gravidade. Isso porque as interações entre os átomos são regidas pelo eletromagnetismo, já que são compostos por prótons, elétrons, ou seja, por cargas elétricas. Do mesmo modo, as forças eletromagnéticas interferem nas relações intermoleculares, ou seja, entre nós e quaisquer outros objetos. Assim, podem-se incluir fenômenos químicos e biológicos como consequência do eletromagnetismo. Cabe ressaltar que, conforme a eletrodinâmica quântica, a força eletromagnética é resultado da interação de cargas elétricas com fótons. O eletromagnetismo clássico A Teoria do Eletromagnetismo foi desenvolvida por vários físicos durante o século XIX, culminando finalmente no trabalho de James Clerk Maxwell, o qual unificou as pesquisas anteriores em uma única teoria e descobriu a natureza eletromagnética da luz. No eletromagnetismo clássico, o campo eletromagnético obedece a uma série de equações conhecidas como equações de Disponível em: <http://www.icms.org.uk/ Maxwell, e a força eletromag-archive/meetings/1999/maxwell/maxwell.jpg>. nética, pela Lei de Lorentz. 212 Uma das características do eletromagnetismo clássico é a dificuldade em associar com a mecânica clássica, compatível, porém, com a relatividade especial. Conforme as equações de Maxwell, a velocidade da luz é uma constante, depende apenas da permissividade elétrica e Disponível em: <http://2.bp.blogspot. com/-k0-AbHJPpNs/TZ43zP017ZI/ permeabilidade magnética AAAAAAAAAYQ/jLLkQnNxDtI/s320/ do vácuo. Isso, porém, viola a albert_einstein.jpg>. invariância de Galileu, a qual já era, há muito tempo, base da mecânica clássica. Em 1905, Albert Einstein resolveu o problema com a Teoria da Relatividade Especial, a qual abandonava as antigas leis da cinemática para seguir as transformações de Lorentz, as quais eram compatíveis com o eletromagnetismo clássico. A Teoria da Relatividade mostrou também que, adotando-se um referencial em movimento em relação a um campo magnético, tem-se, então, um campo elétrico gerado. Assim como também o contrário era válido, então, de fato, foi confirmada a relação entre eletricidade e magnetismo. Portanto, o termo eletromagnetismo estava consolidado. O efeito fotoelétrico Metal Luz – Electrão Disponível em: <http://www.infopedia.pt/mostra_imagem.jsp?recid=25037>. Em outra publicação sua no mesmo ano, Einstein pôs em dúvida vários princípios do eletromagnetismo clássico. Sua Teoria do Efeito Fotoelétrico (pela qual ganhou o Prêmio Nobel em Física) afirmava que a luz tinha, em certo momento, um comportamento corpuscular, isso porque a luz demonstrava carregar corpos com quantidades discretas de energia. Esses corpos, posteriormente, passaram a ser chamados de fótons. Através de sua pesquisa, Max Planck mostrou que qualquer objeto emite radiação eletromagnética discretamente em pacotes, ideia que leva à Teoria de Radiação de Corpo Negro. Todos esses resultados estavam em contradição com a Teoria Clássica da Luz como uma mera onda contínua. As teorias de Planck e Einstein foram as causadoras da Teoria da Mecânica Quântica, a qual, quando formulada em 1925, necessitava ainda de uma Teoria Quântica para o Eletromagnetismo. Essa teoria só veio a aparecer em 1940, conhecida hoje como Eletrodinâmica Quântica; essa é uma das teorias mais precisas da Física nos dias de hoje. Questão Comentada |C3-H8| Em nossa casa, as lâmpadas e os eletrodomésticos são todos associados em paralelo. A figura ilustra a forma como três lâmpadas estão ligadas a uma tomada da rede elétrica da Coelce. A corrente elétrica no ponto P do fio é iP e no ponto Q é iQ. L1 L2 L3 a) b) c) d) e) P Q Em um determinado instante, a lâmpada L2 se queima. Pode-se afirmar que: a) a corrente iP se altera e iQ não se altera. b) a corrente iP não se altera e iQ se altera. c) as duas correntes se alteram. d) as duas correntes não se alteram. e) a corrente iP não se altera e iQ cai a zero. Solução Comentada: Trata-se de um circuito em paralelo, no qual todas as lâmpadas estão ligadas na mesma “voltagem” e cada uma tem o funcionamento independente, isto é, pode-se ligar ou desligar uma por vez. Seu formato circular e a combinação de forças elétricas e magnéticas são capazes de acelerar um próton até energias estupendas, de 7 TeV (tera eletron-volts). As forças magnéticas cumprem um papel fundamental nessa tecnologia, da qual se espera grandes avanços e novas descobertas na fronteira da ciência. Sobre a atuação dos campos magnéticos nos prótons acelerados, é correto afirmar que: provocam forças magnéticas que aumentam o módulo da velocidade das partículas. mantêm a temperatura abaixo de 200 ºC. fornecem energia através de reações nucleares, continuamente. proporcionam a curva, já que a força magnética faz o papel de força centrípeta. produzem forças magnéticas que reduzem o módulo da velocidade das partículas. |C2-H6| 02.Grande parte dos aparelhos elétricos que usamos tem a função de produzir movimento, a partir da eletricidade. Entre eles, estão: batedeira, liquidificador, ventilador, aspirador de pó etc., além de inúmeros brinquedos movidos a pilha, como robôs, carrinhos etc. Outros são igualmente utilizados para o conforto humano, como os aquecedores de ambiente e de água. O alto consumo de energia elétrica, porém aliado à pouca quantidade de chuvas, levou algumas regiões do país, em 2001, ao famoso ”racionamento de energia“, que trouxe, como lição, a indispensabilidade do consumo racional e consciente da energia elétrica. Fonte: GREF. Eletricidade. Vol. 3 [adapt.] p. 3. i total Resposta correta: a Para Fixar |C6-H20| 01.O LHC, grande colisor de hádrons, é considerado a maior máquina do mundo. Ele possui 27 km de extensão e é um enorme acelerador de partículas. Ele está em pleno funcionamento novamente! Nas primeiras tentativas, houve vazamento de gás Hélio. Veja a figura ilustrativa. Disponível em: <http://www.vivisa.com.br/ecommerce_site/arquivos6710/ arquivos/1298654455_1.jpg>. Disponível em: <http://www.tecnologiasdeultimogrito.com/wp-content/ uploads/2010/04/cern_lhc1.jpg>. a) b) c) d) e) Um aquecedor elétrico, figura acima, é construído para funcionar em 220 V e fornecer uma potência de 4 400 W. Se o comprimento da resistência elétrica for reduzido à metade, com relação à potência fornecida pelo aquecedor, considerando a corrente elétrica que nele circulará, é correto afirmar que: a potência diminui e a corrente aumenta. tanto a potência quanto a corrente aumentam. tanto a potência quanto a corrente diminuem. a corrente aumenta e a potência permanece a mesma. tanto a potência quanto a corrente permanecem as mesmas. Universidade Aberta do Nordeste 213 Fique de Olho RESSONÂNCIA MAGNÉTICA Ressonância magnética é uma técnica que permite determinar propriedades de uma substância através do correlacionamento da energia absorvida contra a frequência, na faixa de mega-hertz (MHz) do espectro magnético, caracterizando-se como sendo uma espectroscopia. Usa as transições entre níveis de energia rotacionais dos núcleos componentes das espécies (átomos ou íons) contidas na amostra. Isso se dá, necessariamente, sob a influência de um campo magnético e sob a concomitante irradiação de ondas de rádio na faixa de frequências acima citada. Disponível em: <http://3.bp.blogspot.com/-d5ndhQWssE8/TWe1KBrpohI/ AAAAAAAAAkU/-yjp9ltVoBg/s400/ressonancia-magnetica-atm2.jpg>. Objeto do Conhecimento Funções e Reações Inorgânicas Nosso objetivo com este novo fascículo é mostrar mais uma relação da Química com o cotidiano. A grande maioria das substâncias químicas utilizadas no dia a dia apresenta propriedades bem definidas, caracterizando uma função química. Ácidos, bases, sais e óxidos representam algumas dessas funções. Quando usamos um comprimido efervescente para combater uma azia ou o excesso de acidez estomacal, estamos nos beneficiando da ação antiácida do bicarbonato de sódio (NaHCO3). Em relação aos fenômenos da chuva ácida, do efeito estufa, da degradação da camada de ozônio e do smog fotoquímico, temos a presença de diversas funções e reações inorgânicas. Esse tema apresenta uma riqueza teórica muito grande e será explanado a seguir. dióxido de enxofre óxidos de nitrogênio reações químicas no ar e nas nuvens óxidos de nitrogênio hidrocarbonetos Reações envolvendo óxidos Disponível em: <http://guiadoestudante.abril.com.br>. Ácidos Introdução O conjunto de substâncias que apresentam propriedades semelhantes é denominado função química. Na química inorgânica, podemos citar como mais importantes: ácidos, Frutas cítricas (ácidas) bases, sais e óxidos. Disponível em: <http://hesly.blogspot.com>. Os membros dessas funções participam de diversas reações, denominadas reações inorgânicas. Algumas delas exigem condições específicas para ocorrerem. O detalhamento das funções e a classificação, bem como as condições de ocorrência, das reações inorgânicas serão mostradas a seguir. 214 Disponível em: <http://ibiubi.com.br>. Segundo o conceito de Arrhenius, são substâncias que, em meio aquoso, sofrem ionização, gerando, como único cátion, o íon hidrônio (H3O+), representado, às vezes de forma simplificada, por H+. Equação geral: HX + H2O → H3O+ + X– Forma simplificada: HX → H+ + X– Exemplos de ácidos no cotidiano As suas principais aplicações no cotidiano são: • Tratamento de metais ferrosos. • Na construção civil, é usado para remover respingos de cal (após a caiação) de pisos e azulejos. Neste caso, é mais conhecido como ácido muriático: agente de limpeza de alta potencialidade. • É um reagente muito usado na indústria e no laboratório. a) Ácido sulfúrico H2SO4 c) Ácido fosfórico O HO S 152 pm H OH O Disponível em: <http://acidossulfurico.blogspot.com>. É o ácido mais importante para a indústria química. É bom salientar que um dos indicadores econômicos de um país é a produção de ácido sulfúrico. Essa substância é obtida a partir das seguintes etapas: S(s) + O2(g) → SO2(g) 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) É fixo, ou seja, pouco volátil, e apresenta dois hidrogênios ionizáveis (diácido). O ácido sulfúrico tem diversas aplicações: • O maior consumo de ácido sulfúrico pela indústria química é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio. • É o ácido das baterias usadas nos automóveis. • É consumido em enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica, fabricação de papel, corantes etc. • O ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono, como os açúcares, o amido e a celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais. • O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante. Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo cuidado ao manusear esse ácido. Observação: As chuvas ácidas em ambientes poluídos com dióxido de enxofre contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental. b) Ácido clorídrico H Cl É considerado um ácido volátil, monoácido e forte. Dos hidrácidos (ácidos sem oxigênio), somente HCl, HBr e HI, nessa ordem, são fortes. É o principal componente do suco gástrico, responsável por algumas reações que ocorrem no nosso estômago. Comercialmente, é conhecido como ácido muriático (acido clorídrico impuro). É vendido em uma concentração de 30% em massa, mas as soluções de ácido muriático contêm de 10 a 12% em massa de HCl. O P O 157 pm O O H H Disponível em: <http://knol.google.com>. É um triácido moderado e deliquescente (dissolve-se na própria água que absorve). Apresenta diversas aplicações no cotidiano: • Acidulante em refrigerantes, principalmente no tipo cola, geleias, doces e molhos para saladas. • Fabricação de fertilizantes para a agricultura. • Tratamento de efluentes. • Polimento de peças de alumínio. d) Ácido nítrico HNO3 O HO N O Disponível em: <http://windows2universe.org>. É um monoácido forte e de alto poder oxidante. Sua obtenção, em escala industrial, pode ser feita a partir da oxidação da amônia: Pt 4 NH 3 + 5O 2 800 o → 4 NO + 6 H 2 O → 2 NO 2 2 NO + O 2 → 2HNO3 + NO 3NO 2 + H 2 O ∆ Quando misturado com o ácido clorídrico concentrado na proporção de 3(HCl) : 1(HNO3), dá origem a uma solução denominada de água régia, capaz de oxidar o ouro e a platina (metais nobres). • A principal aplicação do acído nítrico é na produção de fertilizantes. • O ácido nítrico, em várias concentrações, é utilizado para fabricação de corantes e explosivos (destacadamente a nitroglicerina, a nitrocelulose, além do ácido píctrico). Bases ou Hidróxidos Segundo a teoria de Arrhenius, são compostos que, em meio aquoso, sofrem dissociação, gerando, como único ânion, o íon hidróxido (OH–). As bases de Arrhenius podem ser metálicas (NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3 ...) ou não (NH3). Universidade Aberta do Nordeste 215 bases solúveis bases de metais alcalinos e amônia CsOH 2 Be(OH)2 pouco solúvel Mg(OH)2 pouco solúvel Ca(OH)2 Sr(OH)2 parcialmente solúveis Ba(OH)2 bases de metais alcalinoterrosos solubilidade aumenta 1 LiOH NaOH KOH RbOH A solubilidade dos hidróxidos varia de acordo com a tabela abaixo. demais bases solubilidade em água diminui Disponível em: <http://agracadaquimica.com.br>. As bases mais usadas no cotidiano: a)Hidróxido de sódio (comercialmente conhecida como soda cáustica) – NaOH • É a base mais importante no laboratório e na indústria; • Usado na fabricação de sabão e glicerina (reação de saponificação); • Usado na limpeza doméstica (exige muita cautela durante o manuseio, pois é muito corrosivo); • Usado na fabricação de papel. b)Fluoreto de sódio – NaF • É um dos componentes dos cremes dentais, pois inibe a desmineralização dos dentes, tornando-os menos suscetíveis à cárie. c) Carbonato de sódio – Na2CO3 • É conhecido como barrilha ou soda e utilizado no tratamento de água de piscina, na fabricação de sabões, remédios, corantes, papel etc. Sua principal aplicação, no entanto, é na fabricação de vidro comum. d)Bicarbonato de sódio ou hidrogenocarbonato de sódio – NaHCO3 • É muito utilizado como antiácido estomacal (comprimidos efervescentes) e bucal (creme dental). • É utilizado como fermento de massas de bolos e pães. Óxidos São compostos binários (2 elementos), dos quais o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Exemplos: Na2O, CaO, Fe2O3, ZnO, PbO2 ... Os óxidos são classificados de acordo com seu comportamento químico: b)Hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 • É conhecido como cal hidratada ou cal extinta; • É obtido a partir da reação da cal (CaO) com água; • É muito utilizado na caiação (pintura com tinta de água). CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS c) Amônia – NH3 • Sua solução aquosa é muito conhecida como amoníaco; • É utilizada na fabricação do ácido nítrico; • É utilizada na fabricação de sais de amônio, que agem como fertilizantes; • É utilizada na fabricação de produtos de limpeza. Ácidos Neutros Básicos Duplos Anfóteros Peróxidos Superóxidos Sais Disponível em: <http://profjoaoneto.com>. Questão Comentada |C3-H12| Leia o texto a seguir. Disponível em: <http://terrabrasilonline.blogspot.com>. São compostos iônicos obtidos pela neutralização parcial ou total de ácidos com bases. Quando colocados em meio aquoso, liberam pelo menos um cátion diferente do H3O+ e um ânion diferente do OH–. Exemplos de sais: a)Cloreto de sódio – NaCl • É obtido pela evaporação da água do mar, nas salinas. É o principal componente do sal de cozinha, usado na nossa alimentação. No sal de cozinha, além do NaCl, existem outros sais, como iodetos de sódio e potássio (NaI e KI), cuja presença é obrigatória por lei. Sua falta pode acarretar a doença denominada bócio. 216 A camada de ozônio é uma região da atmosfera que constitui uma espécie de “escudo protetor“, uma vez que filtra os raios ultravioleta (UV) nocivos provenientes do Sol, antes que possam atingir a superfície de nosso planeta. Qualquer redução substancial na quantidade de ozônio (O3) pode colocar em perigo a vida na forma em que nós a conhecemos. A quantidade total de ozônio atmosférico é expressa em unidades Dobson (UD); esta unidade é equivalente à espessura de 0,01 mm de ozônio puro submetido à pressão de 1 atm e temperatura de 0 °C. A quantidade de ozônio estratosférico, em latitudes onde predominam climas temperados, é de cerca de 350 UD. Devido aos ventos, esse gás é transportado das regiões tropicas, onde a maioria é produzida, para regiões polares. Assim, quanto mais próximo da região equatorial, menor é a quantidade de ozônio a protegê-lo dos raios UV. Texto adaptado do livro Química ambiental, Colin Baird – 2ª edição. a) b) c) d) e) Sobre o texto e as características químicas do ozônio, é correto afirmar: O ozônio é um gás triatômico, polar e que pertence à função Base de Arrhenius. Por esse fato, é muito eficiente no processo de absorção dos raios UV. Caso todo o ozônio estratosférico presente em regiões de climas temperados fosse submetido à pressão de 1 atm e temperatura de 0 °C, teria apenas 0,35 mm de espessura. O gás ozônio (O3) e o gás oxigênio (O2) são formas isotópicas do elemento oxigênio. Dessa forma, apresentam propriedades físicas e químicas diferentes. Uma das consequências da redução na quantidade de ozônio estratosférico é o aumento na incidência de câncer de pele. Segundo o texto, essa possibilidade é maior nas regiões equatoriais. Os raios ultravioleta são radiações de baixa frequência que pertencem ao espectro eletromagnético da luz. Na visão quântica, a energia desses raios é inversamente proporcional à frequência. Solução Comentada: O gás oxigênio e o ozônio são formas alotrópicas do elemento oxigênio. O gás ozônio, uma molécula triatômica, apresenta uma estrutura angular e polar que favorece a absorção dos raios UV: O δ– δ+ O O δ– 350 UD significa que o gás ozônio submetido às condições-ambiente (P = 1 atm e T = 0 °C) teria 3,5 mm de espessura. Esse gás absorve, principalmente, UVB, radiação de alta frequência no espectro eletromagnético. Segundo a física quântica, a energia de uma radiação é diretamente proporcional à sua frequência. Com relação ao texto e aos conhecimentos sobre função inorgânica, é correto afirmar: a) O tráfego intenso das grandes cidades e os horários de maior insolação são fatores que contribuem para reduzir o fenômeno do smog fotoquímico. b) O ozônio troposférico, diferente do estratosférico, é muito prejudicial, pois funciona como redutor dos gases poluentes durante as reações que ocorrem no smog fotoquímico. c) NO2, SO2 e CO são óxidos que apresentam caráter ácido em meio aquoso. Por esse motivo, também contribuem para o fenômeno da chuva ácida. d) Na estrutura do peróxido de hidrogênio (H2O2), temos o oxigênio com menor nox possível. Dessa forma, pode sofrer oxidação com muita facilidade. e) O radical hidroxila (OH) é uma espécie muito reativa, pois apresenta um elétron desemparelhado. |C7-H25| 04.Os fertilizantes nitrogenados são aqueles que têm em sua composição, como nutriente principal, o elemento nitrogênio. A amônia, matéria-prima na produção desses fertilizantes, é um gás obtido pela reação do nitrogênio (N2) com o hidrogênio (H2) – procedentes de várias fontes, como gás natural (CH4), nafta e fuel oil ou de ourtos derivados do petróleo. Essa reação exige condições de temperatura e pressão adequadas (processo Haber-Bosch): N2 + 3H2 → 2NH3 A rota de produção de alguns fertilizantes nitrogenados pode ser ilustrada, de maneira simplificada, pelo fluxograma abaixo. ROTA DE PRODUÇÃO DE ALGUNS FERTILIZANTES NITROGENADOS COMERCIALIZADOS NO BRASIL +O2 Resposta correta: d Para Fixar HNO3 +H2SO4 +NH3 Nitrato de Amônio - NH4NO3 Sulfato de Amônio - ( NH4)2SO4 |C3-H10| 03.Leia atentamente o texto a seguir. Os compostos de nitrogênio e os oxidantes atmosféricos têm uma função essencial na formação do smog fotoquímico. Esse fenômeno ocorre, principalmente, em regiões industrializadas ou em grandes centros que possuem tráfego intenso. O termo fotoquímico é utilizado porque a luz ativa algumas reações. Uma verdadeira “neblina de substâncias químicas” cobre a cidade durante o horário de maior insolação. Nas reações que ocorrem, formam-se ozônio(O3), peróxido de hidrogênio (H2O2) e radicais hidroxila (OH) – excelentes oxidantes. A combinação de gases poluentes como NOx, SOx e CO com esses oxidantes atmosféricos resulta em uma mistura muito prejudicial aos seres humanos. Disponível em: <http://aprendizar.com>. NH3 +CO2 +H3PO4 +H2O Ureia - (NH2)2CO Fosfatos de Amônia - MAP, DAP Áqua Amônia - NH4OH Observação: HNO3 = Ácido Nítrico; H2SO4 = Ácido Sulfúrico; H3PO4 = Ácido Fosfórico Disponível em: <http://fertipar.com.br>. Em relação ao exposto no texto, é correto afirmar: a) O primeiro fertilizante (nitrato de amônio) obtido na rota de produção é um sal que gera um meio aquoso básico (pH > 7). b) O segundo fertilizante (sulfato de amônio) é oriundo da reação de uma base fraca com um ácido também fraco. c) A produção da ureia (3° fertilizante) se dá através de uma reação não redox entre uma base (NH3) e um óxido ácido (CO2). d) A síntese da amônia através do processo Haber-Bosch é uma reação redox em que o nitrogênio se oxida e o hidrogênio se reduz. e) A amônia, matéria-prima na produção de fertilizantes, é uma molécula que não altera o pH quando dissolvida em água pura. Universidade Aberta do Nordeste 217 Fique de Olho GASES EMITIDOS PELO GADO ESTÃO ASSOCIADOS AO AQUECIMENTO DA SUPERFÍCIE TERRESTRE Quem ouve falar em efeito estufa imediatamente relaciona a carros, edifícios… poluição. Engana-se quem pensa que só nas cidades se formam os gases nocivos que contribuem para esse fenômeno. A agricultura e a pecuáDisponível em: <http://arteandre.com.br>. ria, atividades típicas do campo, têm uma parcela na emissão de tais gases, como metano (CH4), monóxido de carbono (CO), óxido nitroso (N2O) e outros óxidos de nitrogênio (NOx). De acordo com pesquisadores da Embrapa Meio Ambiente, as principais fontes de emissões no setor agropecuário são o cultivo de arroz irrigado por inundação, a queima de resíduos agrícolas, o processo de fermentação entérica da pecuária ruminante e seus dejetos e o uso agrícola dos solos. A eructação, arrotos dos bois, é responsável pela liberação de gás metano. O alimento consumido, gramíneas, forma um caldo onde estão presentes bactérias. “Quando o animal respira, o gás é liberado juntamente com o gás carbônico”, explica a pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, Magda Aparecida Lima. Considerando cerca de 165 milhões de animais, somente no rebanho bovino brasileiro, produzindo anualmente uma média de 60 quilos de metano cada, pode-se imaginar as proporções mundiais da questão. Segundo ela, o metano possui um poder de aquecimento global vinte e uma vezes maior que o gás carbônico (CO2). Magda coordena a Rede Agrogases, fórum que reúne especialistas na discussão sobre temas relacionados às emissões. Um dos projetos integrantes da Rede, “Dinâmica de carbono e gases de efeito estufa em sistemas de produção agropecuária, florestal e agroflorestal brasileiros”, realiza pesquisas na agropecuária, para tentar quantificar os gases produzidos pelos rebanhos. Segundo a pequisadora, os países em desenvolvimento realizam relatórios periódicos, a cada cinco anos aproximadamente, enquanto que os países desenvolvidos apresentam seus resultados anualmente. Em 2004, o Brasil apresentou seu primeiro relatório na COP-10, em Buenos Aires. Poucos conhecem os impactos ambientais causados pela criação de gado, o que dificulta ainda mais as ações para controle e redução dos gases emitidos. Magda diz que já estão sendo realizados alguns testes na alimentação dos animais. “Não é um cálculo simples, as pesquisas estão só começando”, diz ela, antecipando que, no próximo ano, deverão começar a ser quantificadas também as emissões de outros gases nocivos, como o óxido nitroso, presente nos dejetos dos animais. A etapa inicial da pesquisa tem o objetivo de inventariar os rebanhos. “Mas, primeiro, vamos aprofundar o conhecimento quanto ao potencial dos animais”. Diversos fatores podem influenciar as emissões, como o clima e comportamento do rebanho, de modo a variar a quantidade de gás emitido. “O gado não pode ser visto como vilão, é preciso pensar em toda a cadeia produtiva”, alerta Magda, lembrando que outros processos também geram a emissão de gases. A Embrapa usa como referência nas pesquisas redes existentes em outros países, como as americanas CASMGS, Consortium for Agricultural Soils Mitigation of Greenhouse Gases, e a Gracenet. Danielle Jordan – AmbienteBrasil, 27 de julho de 2005. Disponível em: <http://ambientebrasil.com.br>. Objeto do Conhecimento Programa de Saúde – Doenças Contagiosas Abordaremos neste fascículo o tema programa de saúde, com ênfase em doenças contagiosas ou transmissíveis. O assunto em voga está presente nas áreas biológicas de microbiologia e parasitologia, encontrando-se no tópico “Principais doenças que afetam a população brasileira” do programa do Exame Nacional do Ensino Médio – Enem. Devido à sua grande importância, traremos questões reflexivas e contextualizadas sobre esse assunto. O que são doenças contagiosas ou transmissíveis? Chamam-se doenças contagiosas ou transmissíveis aquelas causadas por agentes capazes de se transferir de um ser vivo para outro. Esses agentes são os vírus, as bactérias, os protozoários, os fungos e os vermes. As moléstias transmissíveis têm enorme importância dados o grande número de pessoas que afetam e as 218 consequências de ordem médica, social e econômica que acarretam. Constituem, por isso, um sério problema de saúde pública, exigindo dos governos constante vigilância e a adoção de medidas eficazes no seu combate. Infelizmente, a ocorrência dessas enfermidades é tanto maior quanto menores forem os recursos econômicos, alimentares, habitacionais e educacionais de uma população. Condições de subdesenvolvimento, gerando organismos debilitados pela fome, e moradias de péssimas condições e sem saneamento básico abrem campo para a proliferação desses males, que constituem um verdadeiro flagelo da humanidade. No Brasil, dadas as disparidades de condições socioeconômicas verificadas nas várias regiões, as doenças contagiosas apresentam estatísticas desanimadoras. Podemos afirmar que uma respeitável parte da força de trabalho do país sofre dessas moléstias, estando os doentes incapacitados para o trabalho. Um dos resultados disso é uma grave crise social, gerada pelos dispêndios do Estado não só na manutenção dos enfermos como em campanhas de erradicação das doenças. Mesmo assim, nem todos os doentes chegam a receber a devida assistência, direito que possuem como cidadãos, dada a precariedade do sistema médico-hospitalar de nosso país, que se mantém em permanente crise por falta de recursos e de uma política de saúde compatível com as nossas reais necessidades. Taxa específica de mortalidade por doenças infecciosas segundo as regiões – Brasil, 2000 (por 100 mil habitantes) Região/ UF 0a4 anos 60 a 69 anos 70 a 79 anos 80 anos e mais 60 e mais Brasil 41,7 58,2 108,6 230,2 95,6 Norte 52,0 49,0 120,5 232,3 92,1 Nordeste 61,0 50,5 90,6 196,6 85,0 Sudeste 29,0 62,2 117,0 248,4 101,7 Sul 27,9 46,0 80,0 195,3 73,4 Centro-Oeste 38,7 103,7 213,9 406,0 167,3 2000 SVS/MS. Disponível em: <http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/capitulo3_sb.pdf>. Quais são os conceitos mais importantes no estudo das doenças contagiosas? Agente infeccioso É todo organismo, micro ou macroscópico, capaz de provocar infecção. São agentes infecciosos: vírus, bactérias, fungos, protozoários e vermes. Infecção e infestação A infecção representa a invasão do corpo por microparasitos (vírus, bactérias, fungos e protozoários). Note-se que infecção não quer dizer doença, pois nem sempre se acompanha de manifestações clínicas. A infestação representa a invasão do organismo por macroparasitos (vermes e artrópodes, por exemplo). Vetor biológico e vetor mecânico Vetores biológicos são organismos capazes de transmitir agentes infecciosos. Estes desenvolvem uma fase de seu ciclo biológico no interior do corpo do vetor. Vários artrópodes se comportam como vetores de agentes infecciosos. Como exemplo, temos o inseto barbeiro, vetor biológico da doença de Chagas. Quando um ser apenas transporta um agente infeccioso, sem que este durante o transporte se reproduza, não se fala em vetor biológico, mas em vetor mecânico, como exemplo, a barata transportando o vírus da hepatite A. Hospedeiro e portador Hospedeiro é o ser em cujo corpo agentes infecciosos necessitam viver temporariamente. Distinguem-se dois tipos de hospedeiros: o definitivo e o intermediário. Os hospedeiros são ditos definitivos quando neles o parasito se reproduz sexuadamente. O homem é considerado o hospedeiro definitivo de muitos parasitos, como lombriga, tênia etc. São considerados intermediários quando neles o parasito ou não se reproduz ou o faz assexuadamente. O homem, por exemplo, é hospedeiro intermediário do Plasmodium sp., protozoário causador da malária. Dá-se o nome de portador ao homem ou animal que abriga um agente infeccioso, sem, contudo, evidenciar manifestações clínicas da moléstia provocada por ele, mas sendo capaz de transmiti-lo a outrem. Períodos de incubação e transmissibilidade O período de transmissão representa o tempo decorrido entre a penetração do agente infeccioso no organismo e o aparecimento dos primeiros sintomas de doença. O período de trasmissibilidade representa o intervalo de tempo durante o qual o agente infeccioso pode ser transmitido de um ser para outro. Endemias, epidemias e pandemias Uma doença tem um número esperado de casos dentro de um determinado período de tempo. Quando o número verificado de casos corresponde estatisticamente ao número esperado, fala-se em endemia. Se o número observado de casos dentro de certo período de tempo for estatisticamente maior que o esperado, fala-se em epidemia. São muitas as doenças endêmicas no Brasil, podendo-se citar como exemplos a doença de Chagas, a malária, a hepatite viral, a esquistossomose e a tuberculose. Como exemplos de doenças que costumam apresentar epidemias, encontram-se a meningite meningocócica, a dengue e o sarampo. É útil lembrar que uma doença endêmica pode se tornar epidêmica, bastando para isso que haja um aumento do número de casos além do limite esperado. As pandemias são doenças contagiosas de caráter superalarmante que se alastram rapidamente por todo um país, por todo um continente ou, até mesmo, por todo o mundo. A história registra fatos dramáticos ocorridos com a propagação mundial da gripe espanhola, em 1918, quando morreram milhões de pessoas em todos os continentes, não havendo nem condição de sepultamento dos cadáveres. Também famoso ficou o surto da peste negra, denominação que celebrizou uma propagação pandêmica de peste bubônica na Ásia e na Europa, em meados do século XIV, e que, desastradamente, dizimou cerca de 1/3 de toda a população europeia. Mais recentes e menos calamitosos foram os surtos pandêmicos de variantes mais agressivas de gripe verificados dentro destes últimos 30 anos, quando a Medicina já contava com recursos terapêuticos mais adiantados, notadamente dos antivirais, específicos para combaterem vírus, e dos antibióticos, que combatem bactérias e que, apesar de não atuarem sobre os vírus, pelo menos destroem as bactérias que se aproveitam do enfraquecimento orgânico provocado pelas infecções viróticas. Universidade Aberta do Nordeste 219 A seguir, procuraremos mostrar as principais doenças que ocorrem em nosso meio e cujo conhecimento deve ser necessário e compulsório para a formação global dos nossos educandos, quaisquer que sejam os rumos profissionais que venham a tomar. Só assim, estaremos preparando o caminho para o desenvolvimento de uma nova geração, mais capaz de compreender os meios de se alcançar uma sociedade mais sadia e construtiva. Quais são as principais doenças contagiosas que acometem a população brasileira? Viroses: catapora, herpes simples labial e genital, rubéola, sarampo, varíola, poliomielite, raiva, dengue, febre amarela, mononucleose, gripe, resfriado comum, caxumba, hepatite, condiloma acuminado e Aids. Bacterioses: acne, erisipela, impetigo, botulismo, lepra, meningite, tétano, brucelose, febre maculosa, gangrena gasosa, peste bubônica, tifo, antraz, coqueluche, difteria, pneumonia, tuberculose, cárie, cólera, febre tifoide, salmonelose, cancro mole, leptospirose, gonorreia e sífilis. Protozooses: amebíase, giardíase, balantidiose, doença de Chagas, doença do sono, leishmaniose visceral, leishmaniose tegumentar, tricomoníase, malária e toxoplasmose. Micoses: tiníase, candidíase, blastomicose, histoplasmose, paracoccidioimicose, criptococose e aspergilose. Verminoses: teníase, cisticercose, hidatose, esquistossomose, ascaridíase, amarelão, oxiurose, estrongiloidíase, filariose, dracunculose e bicho geográfico. insetos hematófagos (barbeiros). Das medidas propostas no texto, as mais efetivas na prevenção dessa doença são: a) 1 e 2 b) 3 e 5 c) 4 e 6 d) 1 e 3 e) 2 e 7 Solução Comentada: Vamos agora analisar cada proposta, verificando qual(is) a(s) mais adequada(s) para prevenir a doença de Chagas: Proposta 1 – Não há vacinas eficazes contra tal doença, pois muitas ainda se encontram em fase experimental. Para a esquistossomose, há vacinas experimentais, e, para a ascaridíase, encontram-se ainda em estudo. Proposta 2 – Seria mais aplicada para a prevenção da ascaridíase. Proposta 3 – Seria mais aplicada para a prevenção de esquistossomose e ascaridíase. Proposta 4 – Seria eficaz contra tal doença, pois o barbeiro se esconde em buracos de paredes de casas de barro batido, e barreiras físicas, como telas e mosquiteiros, reduziriam a possibilidade de seu contato com humanos. Proposta 5 – Seria mais aplicada para a prevenção da esquistossomose. Proposta 6 – O uso de inseticidas seria eficaz contra tal doença, pois reduziria a população de barbeiros. Proposta 7 – Não é uma medida inteligente, pois alteraria o ecossistema local, através de desequilíbrios de cadeias alimentares, por consequência da eliminação de espécies da lagoa. Resposta correta: c Para Fixar |C4-H15; C5-H17; C8-H29| Leia o texto abaixo para analisar as afirmativas. “Moradores de uma determinada cidade reivindicam, perante a câmara de vereadores, um projeto sanitário para a cidade, visto que ela carece de uma rede de esgotos e de informações, por parte das autoridades de saúde, a respeito da transmissão de doenças infectocontagiosas. A preocupação envolve o aumento da incidência de três doenças: doença de Chagas, esquistossomose e ascaridíase (lombriga). Na tentativa de prevenir novos casos, foram apresentadas várias propostas: Proposta 1: Promover uma campanha de vacinação. Proposta 2: Promover uma campanha de educação da população com relação a noções básicas de higiene, incluindo fervura de água. Proposta 3: Construir rede de saneamento básico. Proposta 4: Melhorar as condições de edificação das moradias e estimular o uso de telas nas portas e janelas e mosquiteiros de filó. Proposta 5: Realizar campanha de esclarecimento sobre os perigos de banhos nas lagoas. Proposta 6: Aconselhar o uso controlado de inseticidas. Proposta 7: Drenar e aterrar as lagoas do município.“ Você sabe que a doença de Chagas é causada por um protozoário (Trypanosoma cruzi) transmitido por meio da picada de TOTAL DE PARASITOS ENCONTRADOS NO SEGUNDO CICLO Parasito Frequência parasitados Giardia lamblia 74,6% 162 Ascaris lumbricoides 22,6% 49 Entamoeba coli 9,2% 20 Enterobius vermicularis 3,2% 7 Hymenolepis nana 1,8% 4 Trichuris trichiura 1,8% 4 Strongyloides stercoralis 1,4% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 3 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Frequência Indivíduos parasitados G ia ca rdia ris la m l b En E um te nt bri lia ro am co bi u oe ide Hy s ve ba s m rm co e i li St Tr nole cula ro ic p h ng u is ris ylo ris na id tri na es ch st iur er co a ra lis |C5-H19; C8-H29, H30| 05.A tabela a seguir se refere à incidência de parasitoses intestinais em crianças, nas sete creches municipais de Uruguaiana, RS, Brasil. A pesquisa foi realizada em dois ciclos: o primeiro, de maio a setembro de 2002, e o segundo, de maio a novembro de 2003. Em ambos os períodos, foi coletada uma amostra de cada criança. As Questão Comentada Disponível em: <http://www.sbac.org.br/pt/pdfs/rbac/rbac_38_01/rbac3801_10.pdf>. 220 A respeito dos parasitos da tabela, podemos afirmar que: a) a Giardia lamblia é um fungo responsável por causar no hospedeiro dor abdominal, irritabilidade, emagrecimento, náuseas, azia, carência de vitaminas lipossolúveis e diarreia gordurosa. b) o Ascaris lumbricoides é um verme platelminto responsável por causar alterações pulmonares no hospedeiro durante o seu ciclo de vida. c) Hymenolepis nana é um verme platelminto cestoideo que parasita, em certas ocasiões, carunchos de cereais infectados, que, quando ingeridos acidentalmente por humanos e roedores, resultam na transmissão do agente. d) a enterobiose ou oxiurose é o nome da infestação por oxiúros (Enterobius vermicularis), que são vermes nematódeos com mais de 30 mm de comprimento, responsáveis por causar sempre intensa anemia em seus hospedeiros. e) o Strongyloides stercoralis é um nematódeo parasito completamente dependente de um hospedeiro para permanecer vivo, não podendo ser encontrado na forma livre no solo. |C5-H17, H19; C8-H29, H30| 06.Leia o texto. ITALIANOS DESENVOLVEM VACINA QUE DESARMA 300 TIPOS DE MENINGITE Pesquisadores italianos da Universidade de Florença e da Novartis estão perto de desenvolver uma vacina contra a meningite que protege contra mais de 300 cepas do meningococo B, bactéria que é a principal e mais perigosa causadora da doença. A meningite – inflamação das membranas que revestem o cérebro e a medula espinhal – pode ser causada por vários agentes, entre vírus e bactérias. Para alguns deles, já existe vacina, mas não para o meningococo B. A imunização de ampla proteção tem sido um desafio para os cientistas, devido às muitas variedades da bactéria em circulação. A pesquisa, publicada na Science Translational Medicine, testou 54 imunógenos – substâncias externas que desencadeiam uma resposta imune do organismo. Após testes em camundongos, os oito com melhor desempenho com diferentes cepas foram selecionados. O mais eficiente, batizado de G1, foi capaz de gerar imunidade contra mais de 300 cepas da bactéria, um resultado considerado muito expressivo pelos cientistas. Segundo eles, esse imunógeno poderá ser usado para, em breve, criar uma vacina de amplo espectro contra a doença. A mesma ”engenharia“ também serviria para desenvolver imunizações para outras doenças, como a Aids. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesaude/943402-italianosdesenvolvem-vacina-que-desarma-300-tipos-de-meningite.shtml>. a) b) c) d) e) Sobre o tema descrito no texto, analise os itens e assinale o correto. A doença meningocócica citada no texto é uma infecção aguda, rapidamente fatal, causada pelos Enteroviridae, incluindo os vírus Echo, Coxsackie, poliovírus e enterovírus. As manifestações iniciais da meningite são febre alta, prostração, dor de cabeça, vômitos, aparecimento na pele de pequenas manchas violáceas, dor e rigidez de nuca. A vacina contra a meningite B também é eficaz contra os outros sorotipos de bactérias causadoras da doença. A grande vantagem das vacinas modernas é a ausência completa de manifestações clínicas indesejadas. As meningites bacterianas são mais comuns do que as virais, e os casos de etiologia não identificada são muito poucos frente ao total de casos. Fique de Olho DENGUE A dengue é a enfermidade causada pelo vírus da dengue, um arbovírus da família Flaviviridae, gênero Flavivírus, que inclui quatro tipos imunológicos: DEN-1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4. A infecção por um deles dá proteção permanente para o mesmo sorotipo e imunidade parcial e temporária contra os outros três. A transmissão se faz pela picada da fêmea contaminada do mosquito Aedes aegypti ou Aedes albopictus, pois o macho se alimenta apenas de seiva de plantas. No Brasil, ocorre, na maioria das vezes, por Aedes aegypti. Após um repasto de sangue infectado, o mosquito está apto a transmitir o vírus, depois de 8 a 12 dias de incubação. A transmissão mecânica também é possível, quando o repasto é interrompido e o mosquito, imediatamente, se alimenta num hospedeiro suscetível próximo. Um único mosquito desses, em toda a sua vida (45 dias, em média), pode contaminar até 300 pessoas. Não há transmissão por contato direto de um doente ou de suas secreções com uma pessoa sadia, nem de fontes de água ou alimento. Quando uma pessoa é infectada por um dos 4 sorotipos virais, torna-se imune a todos os tipos de vírus durante alguns meses e, posteriormente, mantém-se imune, pelo resto da vida, ao tipo pelo qual foi infectado. Se voltar a ter dengue, dessa vez um dos outros 3 tipos do vírus, há uma probabilidade maior que a doença seja mais grave que a anterior, mas não é obrigatório que aconteça. A classificação 1, 2, 3 ou 4 não tem qualquer relação com a gravidade da doença, diz respeito à ordem da descoberta dos vírus. Cerca de 90% dos casos de dengue hemorrágica ocorrem em pessoas anteriormente infectadas por um dos quatro tipos de vírus. Os sintomas iniciais são inespecíficos, como febre alta (normalmente entre 38° e 40 °C) de início abrupto, mal-estar, anorexia (pouco apetite), cefaleias, dores musculares e nos olhos. No caso da hemorrágica, após a febre baixar, pode provocar gengivorragias e epistáxis (sangramento do nariz), hemorragias internas e coagulação intravascular disseminada, com danos e enfartes em vários órgãos, que são potencialmente mortais. Ocorre frequentemente também hepatite e, por vezes, choque mortal devido às hemorragias abundantes para cavidades internas do corpo. Há ainda petéquias (manchas vermelhas na pele) e dores agudas das costas (origem do nome, doença “quebra-ossos”). Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Dengue>. Universidade Aberta do Nordeste 221 Norte Exercitando para o Enem |C6-H20, H21| 01.Em algumas moléculas encontradas na natureza, há uma assimetria na distribuição de cargas positivas e negativas, como representado, esquematicamente, nesta figura. + - Considere que uma molécula desse tipo é colocada em uma região onde existe um campo elétrico E e um campo magnético B, uniformes, constantes e mutuamente perpendiculares. Nas alternativas abaixo, estão indicados as direções e os sentidos desses campos. Assinale a alternativa em que está representada corretamente a orientação de equilíbrio dessa molécula na presença dos dois campos. a) b) - r B + - r B Nessa experiência, ficou evidenciado que: a) o campo magnético da Terra tem seus polos invertidos em relação à Geografia. b) todo ímã, de qualquer formato, possui sempre dois polos. c) o módulo do campo magnético da Terra é pequeno em relação ao campo dos ímãs comuns. d) existe uma relação entre eletricidade e magnetismo. e) não existe relação entre a eletricidade e o magnetismo. |C7-H24| + 04.Leia atentamente o texto. r E c) 9V Disponível em: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/galerias/ imagem/0000000080/0000001195.jpg>. r E d) + + r B r B - r E r E e) A molécula não fica em equilíbirio. |C2-H5| 02.Em um laboratório onde se dispõe de baterias e lâmpadas, experiências são montadas por um aluno. Ele conecta lâmpadas idênticas a uma bateria de três maneiras diferentes, como representado nestas figuras. Bateria Q a) b) c) d) e) R S Considere que, nas três situações, a diferença de potencial entre os terminais da bateria é a mesma e os fios de ligação têm resistência nula. Sejam PQ , PR e PS os brilhos correspondentes, respectivamente, às lâmpadas Q, R e S. Com base nessas informações, é correto afirmar que: PQ > PR e PR = PS PQ = PR e PR > PS PQ > PR e PR > PS PQ < PR e PR = PS PQ = PR e PR = PS |C6-H20| 03.Foi no início do século XIX (em 1820) que o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) descobriu, através de um experimento, Experiência de Oersted, que um fio retilíneo conduzindo corrente elétrica gera ao seu redor um algo que produz inclinação na agulha da bússola. 222 a) b) c) d) e) A chuva ácida, ou com mais propriedade deposição ácida, é a designação dada à chuva, ou qualquer outra forma de precipitação atmosférica, cuja acidez seja substancialmente maior do que a resultante da dissociação do dióxido de carbono (CO2) atmosférico dissolvido na água precipitada. A queima de combustíveis fósseis e os poluentes industriais lançam dióxido de enxofre e de nitrogênio na atmosfera. Esses gases combinam-se com o hidrogênio presente na atmosfera sob a forma de vapor de água. O resultado são as chuvas ácidas. As águas da chuva, assim como a geada, neve e neblina, ficam carregadas de ácido sulfúrico ou ácido nítrico. Ao caírem na superfície, alteram a composição química do solo e das águas, atingem as cadeias alimentares, destroem florestas e lavouras, atacam estruturas metálicas, monumentos e edificações. Sobre as substâncias e os processos químicos citados no texto, é correto afirmar: A reação de dissolução química do dióxido de carbono com a água, responsável pela acidez natural, é representada pela equação CO2 + H2O → H2CO3. O ácido formado é forte e estável. Os óxidos de enxofre e nitrogênio são os principais responsáveis pela acidificação da água das chuvas. Os ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO3) são produzidos nessa dissolução seguida de reação. Um solo acidificado por chuva ácida pode ter o seu pH corrigido pela adição de CO2 atmosférico. Esso processo é denominado calagem do solo. As estruturas metálicas são oxidadas mais rapidamente em ambientes alcalinos ou salinos. Todos os óxidos citados apresentam caráter ácido, mas apenas 1 (um) gera ácido considerado forte. |C2-H7| 05.Leia o texto a seguir. SALITRE: MITO OU SABEDORIA POPULAR? Ouvindo (involuntariamente) duas moças conversando sobre “almoçar fora”, elas falavam sobre o fato de engordar demais quando comem fora e colocaram a culpa no salitre. Não é a primeira vez que ouço pessoas comentando que a comida de restaurante tem salitre, que, além de engordar, causa a sensação de “estufamento” no estômago. Salitre, também conhecido como nitrato de potássio (KNO3), é usado na fabricação da pólvora e em combustíveis sólidos de foguetes amadores. Só por essa descrição, ficaria seriamente preocupado com o fato de essa substância ser usada em alimentos. Mas ele, de fato, é usado, principalmente pelas indústrias de embutidos, buscando evitar a proliferação de uma bactéria causadora do botulismo, que é uma intoxicação alimentar grave. Em contrapartida, o consumo em grandes quantidades pode causar câncer, anomalias em fetos e, em contato com a corrente sanguínea, podem transformar a hemoglobina em metaemoglobina, que é incapaz de transportar oxigênio. Diante disso, deveríamos evitar certos tipos de comidas – os embutidos –, que sempre foram considerados “veneno” e procurar as autoridades de saúde pública para saber se isso tudo não passa de um mito ou é de fato sabedoria popular. Fonte: Cotidiano Nacional, por Alexandre Carvalho. a) b) c) d) e) Sobre o texto e os conhecimentos de funções inorgânicas, é possível inferir: O salitre é um ácido utilizado como conservante de alimentos. O salitre é o principal responsável pelo botulismo. Por esse motivo, deve ser evitado o seu consumo. O fato de o salitre ser usado na fabricação da pólvora já é motivo suficiente para não ser acrescentado nos alimentos. O salitre é um sal proveniente da neutralização de uma base forte com um ácido forte. Os embutidos que contêm salitre devem ser evitados porque ele é um veneno, ou seja, uma substância que acelera a velocidade das reações. |C5-H17, H19; C8-H30| 07. CEARÁ VACINOU MAIS DE 95% DAS CRIANÇAS CONTRA PARALISIA INFANTIL O Estado do Ceará já vacinou 95,71% da população infantil com menos de cinco anos, contra paralisia infantil. Mais de 656 mil crianças participaram da primeira etapa da campanha de vacinação contra a paralisia infantil, que ainda vai até sexta-feira, 15. O resultado foi alcançado na tarde desta quarta-feira, 13, segundo a Secretaria de Saúde do Estado do Ceará (SESA). A SESA se prepara para a segunda etapa da campanha nacional de vacinação, marcada para o dia 15 de agosto. Segundo a pasta, estão sendo mobilizadas coordenadorias regionais de saúde e secretarias de saúde dos 184 municípios cearenses com a finalidade de atingir, de novo, a meta de cobertura. Prevenção Os pais devem levar as crianças com menos de cinco anos novamente aos postos de saúde. A partir do dia 15 de agosto, tomarão a segunda dose da vacina contra a pólio. Com a segunda dose, os gestores da saúde pública querem impedir a reintrodução do vírus selvagem da poliomielite, banida do Estado desde 1999, ano do último caso da doença registrado no Ceará. Disponível em: <http://www.opovo.com.br/app/fortaleza/2011/07/13/ noticiafortaleza,2266878/ceara-vacinou-mais-de-95-das-criancas-contra-paralisiainfantil.shtml>. a) b) |C5-H17| 06.Os indicadores ácido-base são ácidos ou bases orgânicas fracas de massa molecular elevada, que mudam de cor dentro de uma faixa de pH, chamada de faixa de viragem. Na realidade, o que ocorre é uma diferença de cor entre a forma não ionizada e a ionizada do indicador. Abaixo, temos uma tabela que exemplifica o comportamento de 3 indicadores frente algumas substâncias conhecidas: Solução Tornassol azul Tornassol vermelho Fenolftaleína (incolor) I HNO3 vermelho vermelho incolor II Mg(OH)2 azul azul vermelho III Sabão azul azul vermelho IV Detergente azul vermelho incolor V Refrigerante vermelho vermelho incolor Em função desses dados, é possível concluir: a) Em meio ácido, a fenolftaleína é vermelha, e, em meio básico, incolor. b) O sabão apresenta caráter ácido. c) O refrigerante apresenta caráter ácido. d) O tornassol azul fica vermelho em meio alcalino. e) O detergente apresenta caráter ácido. c) d) e) Sobre a poliomielite, doença infecciosa descrita no texto, marque o item correto. A poliomielite representa uma doença causada por um retrovírus, sendo transmitido principalmente através de transfusões sanguíneas. A doença em questão tem como agente causador o vírus Epstein-Barr, que ataca parte do sistema nervoso que controla os músculos estriados esqueléticos, o que leva a um quadro clínico de paralisia flácida. O agente viral causador da doença leva a uma encefalite crônica, promovendo uma destruição, principalmente, de neurônios sensitivos. Nos casos mais graves dessa doença, nos quais os músculos respiratórios são afetados, os pacientes deverão ser submetidos a tratamentos com pulmões mecânicos. Não há ainda uma vacina com alta eficácia para a poliomielite, sendo o isolamento de doentes a principal forma de prevenção. |C4-H15; C5-H17; C8-H29| 08.”O vírus HIV, causador da Aids, é transmitido de pessoa a pessoa através de relações sexuais, por exposição direta a sangue contaminado ou da mãe para o filho, durante a vida intrauterina ou através da amamentação. No corpo, o vírus invade certas células do sistema imunitário – incluindo os linfócitos T auxiliadores, ou CD4 –, multiplica-se dentro delas e se espalha para outras células [...]“. John G. Bartlett e Richard D. Moore. Scientific American 279, 64-67, 1998. Universidade Aberta do Nordeste 223 107 1 200 1 000 a) b) c) d) e) 106 Quantidade de células CD4 800 105 600 MORTE 400 0 104 103 Quantidade de vírus 200 0 6 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Semanas Fase sintomática Aids Anos 102 O gráfico indica as quantidades de células CD4 (linha cheia, com escala à esquerda) e de vírus (linha interrompida, com escala à direita) no sangue de um paciente que não recebeu tratamento algum no curso de uma infecção pelo HIV. Esse gráfico mostra que: a partir do momento da infecção, a quantidade de vírus aumentou continuamente até a morte do paciente. no início da infecção, o sistema imunitário foi estimulado, o que provocou aumento na quantidade de células CD4. a quantidade de vírus aumentou sempre que ocorreu aumento de células CD4, onde eles se reproduzem. os sintomas típicos da doença apareceram quando a quantidade de células CD4 caiu abaixo de 200 por mL de sangue. não existiu relação entre a quantidade de vírus e a quantidade de células CD4 no sangue do paciente infectado pelo HIV. a) b) c) d) e) |C4-H15; C5-H17; C8-H29, H30| 10.A tuberculose é uma doença que pode ser controlada. Observe este gráfico, em que está representada a incidência de tuberculose no Brasil. 0 a) b) c) |C4-H15; C5-H17, H19; C8-H29, H30| 09.Observe o esquema, que apresenta a distância entre a cisterna e a fossa, recomendada pela Organização Mundial de Saúde. Qual das alternativas apresenta uma doença que pode ser evitada através da adoção dessa medida? Amebíase. Botulismo. Tuberculose. Filariose. Febre amarela. Incidência de tuberculose por 100 000 habitantes Número de células CD4 por mililitro (mL) de sangue Fase crônica Quantidade de HIV por mililitro (mL) de sangue Fase aguda d) e) 50 60 70 80 90 2 000 Considerando-se as informações desse gráfico, qual fator explica a curva que caracteriza as décadas de 80 e 90? Alto custo do diagnóstico e uso de antibióticos ineficientes. Diminuição da desnutrição e da pobreza em determinadas áreas do país. Processo de urbanização organizada como consequência da política social. A ocorrência de Aids, tornando os pacientes mais suscetíveis ao bacilo. Redução de movimentos migratórios da população humana e consequente concentração do bacilo numa região específica. Para Fixar 01 02 03 04 05 06 d b e c c b Exercitando para o Enem 15 m ou mais 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 b b d b d c d d a d Atenção!! Inscreva-se já e tenha acesso a outros materiais sobre o Enem no www.fdr.com.br/enem2011 Expediente ISBN 978-85-7529-512-0 Presidente: Luciana Dummar Coordenação da Universidade Aberta do Nordeste: Sérgio Falcão Coordenação do Curso: Fernanda Denardin e Marcelo Pena Coordenação Editorial: Sara Rebeca Aguiar Coordenação Acadêmico-Administrativa: Ana Paula Costa Salmin Coordenação de Design Gráfico: Deglaucy Jorge Teixeira Apoio Parceria Projeto Gráfico: Dhara Sena e Suzana Paz Capa: Suzana Paz Editoração Eletrônica: Joel Rodrigues Ilustrações: Aldenir Barbosa, Caio Menescal e João Lima Revisão: Ana Rute Fonteles e Sara Rebeca Aguiar Realização Promoção