1 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química TÓPICOS BÁSICOS EM QUÍMICA GUIA DE ESTUDO 2 PROFESSOR (A): COORDENAÇÃO PEDAGÓGICA www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 2 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 03 2 OS PRIMEIROS PASSOS DA QUÍMICA ...................................................... 05 3 CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM QUÍMICA ............................................. 08 3.1 Matéria ........................................................................................................ 08 3.2 Substâncias e misturas ............................................................................... 08 3.3 Átomos........................................................................................................ 09 3.4 Elementos ................................................................................................... 10 3.5 Compostos.................................................................................................. 11 3.6 Moléculas.................................................................................................... 11 3.7 Íons ............................................................................................................. 11 3.8 Energia química .......................................................................................... 12 3.9 Reações químicas ...................................................................................... 12 3.10 Ligações químicas .................................................................................... 13 4 A DIVISÃO DA QUÍMICA ............................................................................. 14 5 AS LEIS DA QUÍMICA .................................................................................. 16 6 A QUÍMICA A SERVIÇO DA VIDA ............................................................... 26 REFERÊNCIAS CONSULTADAS E UTILIZADAS .......................................... 33 ANEXOS – TEMAS PARA DESENVOLVER PROJETOS............................... 35 www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 3 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 1 INTRODUÇÃO Segundo consta nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (Brasil, 1999), o ensino de Química no Ensino Médio deveria ter como foco as “explicações químicas” necessárias à vida do aluno/cidadão, pois elas: Têm significado prático na vida dos indivíduos; Permitem que as pessoas entendam muitas das notícias veiculadas na mídia, nas quais questões de dimensão científica estão envolvidas; Podem mudar a maneira como o aluno/cidadão percebe o mundo, despertando novos interesses. Para isso, ao se planejar um curso deve-se ter claro algumas das principais ideias e/ou conceitos que qualquer cidadão deveria saber sobre Química. Pois bem, partindo das premissas acima começamos nosso curso de especialização no ensino de química que tem como objetivo geral proporcionar conhecimentos teóricos e metodológicos que subsidiem a prática do professor de Ensino de Química. O curso está dividido em quatro apostilas específicas, a saber: Apostila 1 – Tópicos Básicos em Química: Os primeiros passos da química. A divisão da química. As leis da química. Conceitos básicos. Materiais. Energia. Classificação dos materiais e das substâncias, misturas. Alotropia. Sistemas e fenômenos químicos. Apostila 2 – Noções de Química Geral: classificação dos elementos da química orgânica (hidrocarbonetos, alcoóis, ésteres, ácidos carboxílicos, aldeídos e cetonas, aminas, amidas, polímeros), inorgânica (ácidos, bases, óxidos e sais), analítica, físico-química, espectrocospia. Apostila 3 – Metodologia do Ensino de Química: Apostila 4 – Educação em Química ambiental: Introdução à Química Ambiental. A função social da química. Noções de Toxicologia ambiental e ocupacional. Efeitos antropogênicos: chuva ácida, camada de ozônio, dioxinas, pesticidas, efeito estufa. Resíduos industriais: definição e tratamento. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 4 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Esclarecemos dois pontos importantes. Primeiro: este trabalho não é original, trata-se de uma reunião de materiais e pensamentos de autores diversos que acreditamos, fornecem o essencial para o curso em epígrafe. Segundo: ainda que a apostila de Metodologia Científica e as Orientações de Trabalhos de Conclusão de Curso tenham explicado que, embora haja controvérsias, trabalhos científicos devem ser redigidos preferencialmente em linguagem impessoal, justificamos que nossa intenção é dialogar com o aluno, portanto abrimos mão dessa regra e optamos por uma linguagem, digamos, informal, tentando nos aproximar e nos fazermos entender mais claramente. Questionamentos e dúvidas podem surgir ao longo desse caminho, e muito embora tenhamos como missão abrir os horizontes, levá-los a se tornarem especialistas na questão, pedimos desculpas por essas lacunas que possam surgir, no entanto, deixamos ao final da apostila uma lista de referências bibliográficas consultadas e utilizadas onde poderão pesquisar mais profundamente algum tema que tenha chamado atenção ou a desejar. Boa leitura e bons estudos a todos! www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 5 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 2 OS PRIMEIROS PASSOS DA QUÍMICA A ciência química surgiu no século XVII a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa um século mais tarde com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão. Química (do egípicio kēme – chem, significando “terra”) é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Estuda a maneira que os elementos se ligam e reagem entre si, bem como, a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações. Entendida também como o estudo das interações das substâncias químicas e com a energia baseado nas estruturas dos átomos, moléculas e outros tipos de agregações. A racionalização da química Um ponto crucial no desenvolvimento da química como ciência foi a racionalização dos conhecimentos empíricos obtidos, procurando criar leis racionais e simplificar de forma coerente as informações obtidas. O princípio de conservação da massa e o entendimento da influência da composição da atmosfera nos experimentos, ambos amplamente disseminados a partir dos trabalhos de A. Lavoisier no final do século XVIII, permitiram que os experimentos se tornassem cada vez mais rigorosos e precisos, em oposição ao caráter qualitativo das experimentações alquimistas. A partir desse momento, a medição de massas assume um caráter fundamental na história da química, tendo sido esse o principal impulsor para o www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 6 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química desenvolvimento da balança a partir da época de Lavoisier, tendo ele próprio construído os equipamentos mais precisos desse período. A hipótese atomística Uma das maiores vitórias da Química, devido ao uso de balanças nos experimentos, foi sem dúvida, devido a John Dalton. Esse cientista inglês ficou intrigado com o fato de que, ao decompor qualquer substância em seus constituintes mais simples, as razões entre as massas das diversas substâncias obtidas podem ser sempre escritas a partir de números inteiros de pequeno valor, ocorrendo frequentemente razões do tipo 1:2, 2:3, 5:2, etc. Com base nesse curioso dado experimental, Dalton propôs, em 1881, um modelo para a constituição da matéria: tais dados seriam facilmente explicados se toda a matéria fosse constituída de unidades indivisíveis, nomeadas de átomo (do grego, indivisível). Tal conceito, cuja primeira descrição provinha do Filósofo grego Demócrito, agora surgia, naturalmente, de medidas quantitativas rigorosas. A racionalização da matéria A teoria atomística de Dalton teve importantes repercussões. Baseado em dados experimentais, um cientista francês chamado Joseph Proust já tinha proposto formalmente o conceito de que toda substância tinha uma composição constante e homogênea. Assim, a água, por exemplo, independente de sua origem, era sempre composta pela mesma proporção de dois gases: oxigênio e hidrogênio. Juntando esse conceito e seus postulados atomísticos, Dalton organizou de forma racional as diversas substâncias conhecidas, criando uma tabela de substâncias que seriam formadas por apenas um tipo de átomo, e substâncias que eram formadas por uma combinação característica de átomos. Assim, tanto o grafite como os gases hidrogênio e oxigênio, por exemplo, eram formados apenas por um tipo de átomo, enquanto que outras substâncias, como a água, eram formadas pela combinação de dois ou mais átomos. Nesse caso, dos elementos hidrogênio e oxigênio (As dificuldades de obter certos dados com uma precisão razoável levaram Dalton a propor erroneamente para a água a fórmula HO, em vez de H2O). Apesar das dificuldades experimentais, Dalton propôs www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 7 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química formulas certas para diversos compostos conhecidos na época, tendo seu trabalho revolucionado de forma definitiva o entendimento da matéria. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 8 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 3 CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM QUÍMICA 3.1 Matéria Matéria é tudo que tem massa e ocupa um lugar no espaço, ou seja, possui volume. Enquanto ferro, areia, água são exemplos de matéria, o vácuo é a ausência completa de matéria. Fases ou estados da matéria são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. São três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o estado pastoso ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partículas. No estado sólido, a força de coesão é muito forte. Por isso, o movimento das moléculas é pequeno e elas apenas vibram. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica. No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa das partículas não se mantêm. As moléculas tem menos força de coesão do que nos sólidos. Por isso, elas se deslocam mais. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica. No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. Nos gases, as moléculas se movem livremente e com grande velocidade. A força de coesão é mínima e a de repulsão é enorme. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica. 3.2 Substâncias e misturas Uma substância possui uma composição característica, determinada e um conjunto definido de propriedades. Um dos exemplos de substâncias são o cloreto de sódio, a sacarose, o oxigênio, entre outros. Uma substância pode ser composta por um único elemento químico, como, por exemplo, o ouro, ferro ou o cobre. Ou www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 9 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química pode ser também composto por dois ou mais elementos numa proporção definida, como é o caso do cloreto de sódio (39,34% de sua massa é de sódio e 60,66%,de cloro). Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma mistura, cuja composição e propriedade são variáveis. O leite, por exemplo, é uma mistura Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada. Toda mistura homogênea é uma solução, por definição. Substância pura é todo material com as seguintes características: Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si. Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc. A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.). Pode ser representada por uma fórmula porque tem composição fixa. Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta. As misturas não apresentam nenhuma das características acima. Essas são as diferenças entre as misturas e as combinações químicas (substâncias puras compostas). 3.3 Átomos O átomo já não é mais a menor partícula que caracteriza um elemento químico. Embora ele apresente um núcleo com carga positiva (Z é a quantidade de prótons e “E” a carga elementar) que apresenta quase toda sua massa (mais que 99,9%) e Z elétrons determinando o seu tamanho, temos notícias da descoberta de partículas subatômicas, chamadas de quark. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 10 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Até fins do século XIX, era considerado a menor porção em que se poderia dividir a matéria. Mas nas duas últimas décadas daquele século, as descobertas do próton e do elétron revelaram o equívoco dessa ideia. Posteriormente, o reconhecimento do nêutron e de outras partículas subatômicas reforçou a necessidade de revisão do conceito de átomo. 3.4 Elementos Denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número de prótons em seu núcleo, ou seja, o mesmo número atômico (Z). O termo elemento químico pode se referir também a uma substância química pura composta por átomos com o mesmo número de prótons em seu núcleo. Este último conceito algumas vezes é chamado de substância elementar, diferindo da primeira definição, mas muitas vezes, o conceito de elemento químico é usado em ambos os casos. Temos elementos químicos naturais, encontrados na natureza. São em número de 92, sendo o de maior número atômico o urânio (Z=92). Os elementos sintéticos são produzidos artificialmente. Os elementos com número atômico superior ao do urânio (Z > 92) são todos artificiais (elementos transurânicos). Alguns elementos químicos como ouro, platina, cobre, gases nobres e outros, existem em estado natural. Entretanto, a maioria ocorre combinado com outros elementos constituindo os compostos químicos como, por exemplo, hidrogênio e oxigênio constituindo a água. Cada elemento químico, natural ou sintetizado, é representado por um símbolo que o identifica graficamente. Desde o tempo dos alquimistas os elementos químicos conhecidos já eram representados por símbolos. Por exemplo: o ouro era identificado pelo símbolo do Sol e a prata pelo símbolo da Lua. Atualmente adota-se o método de J. J. Berzelius sugerido em 1811: Os símbolos são adotados internacionalmente. Qualquer que seja a língua ou alfabeto o símbolo é o mesmo. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 11 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química O símbolo é a letra inicial, maiúscula, do seu nome latino seguida, quando necessário, de uma segunda letra minúscula do seu nome 3.5 Compostos Um composto químico é uma substância química constituída por moléculas ou cristais de 2 ou mais átomos ou íons ligados entre si. As proporções entre elementos de uma substância não podem ser alterados por processos físicos. Em química, um composto é uma substância formada por dois ou mais elementos, ligados numa proporção fixa e definida. Por exemplo, a água é um composto formado por hidrogênio e oxigênio na proporção de dois para um. 3.6 Moléculas Uma molécula é um conjunto eletricamente neutro de dois ou mais átomos unidos por pares compartilhados de elétrons (ligações covalentes) que se comportam como uma única partícula. Uma substância que apresente somente ligações covalentes e formada por moléculas discretas é chamada de substância molecular cuja ligação suficientemente forte caracteriza como uma identidade estável. 3.7 Íons Um íon é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um átomo ou molécula que perderam ou ganharam elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions (que são atraídos para ânodos), enquanto íons carregados positivamente são conhecidos como cátions, ou (que são atraídos por cátodos). 3.8 Energia química Denomina-se energia a capacidade de realizar trabalho e tudo que pode modificar a matéria, por exemplo, na sua posição, fase de agregação ou natureza www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 12 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química química. Energia é também tudo o que pode provocar ou anular movimentos e causar deformações. Há várias formas de energia: a energia mecânica, que engloba as energias potencial (de posição) e cinética (de movimento), a energia elétrica, a energia química, a energia nuclear e assim por diante. Energia química é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. Sua liberação é percebida mais claramente, por exemplo, numa combustão. A energia química é liberada ou absorvida em qualquer reação química. As propriedades fundamentais da energia são a transformação e a conservação. 3.9 Reações químicas Uma reação química é uma transformação da matéria em que ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Para estudarmos as transformações da matéria devemos isolar os materiais. Após isolar tais substâncias, nós as denominamos de Sistema. Aspectos observados diante de transformações ou reações químicas: - A liberação de gases; - Alteração na coloração; - Mudança de energia térmica (reações exotérmicas e endotérmicas); - Formação de precipitado. Exemplos de reações químicas: - Queima (combustão) de madeira, álcool, querosene. - Fermentação da massa do pão. - Aparecimento de ferrugem em alguns metais. A característica fundamental das reações químicas é o seguinte processo: ESTADO INICIAL REAÇÃO QUÍMICA ESTADO FINAL www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 13 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química reagentes ----------------------> produtos Nas transformações físicas, as substâncias mudam apenas seu estado de agregação. As mudanças de estado são: De Sólido para Líquido Fusão De Líquido para Gasoso Vaporização ou ebulição De Gasoso para Líquido Condensação ou liquefação De Líquido para Sólido Solidificação De Sólido para Gasoso Sublimação De Gasoso para Sólido Sublimação 3.10 Ligações químicas As ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as moléculas, que constituem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na Natureza existem aproximadamente uma centena de elementos químicos. Os átomos destes elementos químicos ao se unirem formam a grande diversidade de substâncias químicas. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 14 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 4 A DIVISÃO DA QUÍMICA Segundo a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) a química se divide assim: Química física e biofísica Química inorgânica Química orgânica e química biométrica Polímeros Química analítica Química e meio ambiente Química e saúde humana Nomenclatura química e representação estrutural Mais tradicionalmente, a química pode, também, ser dividida em diversas modalidades: 1. Química orgânica - É a ciência da estrutura, das propriedades, da composição e das reações químicas dos compostos orgânicos que, em principio, são os compostos cujo elemento principal é o carbono. 2. Química inorgânica - É o ramo da química que trata das propriedades e das reações dos compostos inorgânicos. Neste é incluída a geoquímica. 3. Físico-Química ou Química Física - É o estudo dos fundamentos físicos dos sistemas químicos e dos processos físicos. Em particular, a descrição energética das diversas transformações faz, por exemplo, parte deste ramo da química. Nela encontram-se disciplinas importantes como a termodinâmica química e a termoquímica, a cinética química, a mecânica estatística, a espectroscopia e eletroquímica mecânica estatística, a espectroscopia e a eletroquímica. 4. Bioquímica - É o estudo dos compostos químicos, das reações químicas e das interações químicas que acontecem nos organismos vivos. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 15 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 5. Química analítica - É o estudo de amostras de material para conhecer a sua composição química e sua estrutura. 6. Química nuclear - É o estudo dos fenômenos materiais e energéticos que aparecem no nível do núcleo dos átomos. 7. Química dos polímeros - Alguns elementos como o carbono e o silício têm a propriedade de poder formar cadeias repetindo numerosas vezes a mesma estrutura. Estas macromoléculas têm propriedades químicas e físicas exploradas pela indústria. Outros ramos da química seriam: Química industrial; Química ambiental; Química medicinal; Petroquímica; Mineralogia; Engenharia Química; Cálculo de Reatores; Carboquímica; Catálise química; Ciência dos materiais; Química Quântica. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 16 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 5 AS LEIS DA QUÍMICA As reações químicas são governadas por certas leis, as quais trazem conceitos fundamentais em química e que os educadores não precisam “decorar”, mas precisam entender para que levem seus alunos a perceberem a evolução dessa ciência maravilhosa e suas inúmeras utilizações a serviço do ser humano e da vida na terra. Algumas delas mesmo que sucintamente, serão apresentadas abaixo. Lei da conservação das massas, que de acordo com alguns físicos modernos considera-se que a energia é conservada, e que massa e energia são relacionadas; um conceito que torna-se importante em química e física nuclear. Lei da conservação da energia que conduz aos importantes conceitos de equilíbrio, termodinâmica, e cinética. A Lei de Boyle-Mariotte (enunciada por Robert Boyle e Edme Mariotte) diz que: “Sob temperatura constante (condições isotermas), o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcional. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão”. Em um gráfico pressão x volume, sob uma temperatura constante, o produto entre pressão e volume deveria ser constante, se o gás fosse perfeito. Existe uma temperatura em que o gás real aparentemente obedece à lei de Boyle-Mariotte. Esta temperatura é chamada de temperatura de Mariotte. O princípio de Le Châtelier, postulado por Henri Louis Le Châtelier (18501936), um químico industrial francês, estabelece que: “Se for imposta uma alteração, de concentrações ou de temperatura, a um sistema químico em equilíbrio, a composição do sistema deslocar-se-á no sentido de contrariar a alteração a que foi sujeito”. O aumento do valor da concentração de um componente do sistema, é seguida do consumo desse componente, até se atingir um novo estado de equilíbrio. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 17 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Já a diminuição do valor da concentração de um componente do sistema é seguida do consumo dos componentes do lado oposto do mesmo até se atingir um novo estado de equilíbrio. Quando há um aumento da concentração de um ou mais reagentes, o sistema evolui no sentido direto de forma a diminuir a sua concentração. O mesmo acontece com o aumento da concentração dos produtos. Por outro lado, quando há uma diminuição da concentração de um ou mais reagentes, o sistema volta ao estado de equilíbrio, deslocando-se a reação no sentido inverso, diminuindo a concentração dos produtos e aumentando a dos reagentes para que se atinja novamente o estado de equilíbrio. O mesmo acontece no caso inverso. O aumento da temperatura favorece a reação endotérmica em que há absorção de calor, deslocando-se assim para o lado dos reagentes. O contrário é visto quando se diminui a temperatura, deslocando a reação para o sentido exotérmico. A diminuição de volume de um gás, com consequente aumento do número de partículas por unidade de volume (e, assim, aumento da pressão do sistema pois pressão e volume são inversamente proporcionais), é seguida da deslocação da reação no sentido em que diminui o número de partículas, ou seja, sentido do menor número de moles, tendendo a diminuir a pressão do sistema. O contrário é visto quando se diminui a pressão e, logo, aumentando o volume do gás. Por outro lado, é de notar que a diminuição do número de moles de gases como consequência de uma diminuição de volume pode corresponder a uma tentativa do sistema diminuir a sua pressão, para que a concentração dos compostos aumente, havendo mais produtividade no decorrer da reação química. O catalisador apenas acelera a velocidade a que decorre a reação química, não afetando o equilíbrio químico, rendimento ou constante de equilíbrio. Um catalisador pode assim ser útil numa reação química, afetada pelos fatores anteriormente mencionados, pois permite que o equilíbrio seja atingido mais rapidamente, e que o rendimento seja o mesmo mas num menor espaço de tempo aumentando assim a produtividade da reação (RUSSELL, 1981; MAHAN; MYERS, 1995; FERREIRA; HARTWIG; ROCHA FILHO, 1997). www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 18 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Lei de Proust ou “lei das proporções constantes” ou ainda “lei das proporções definidas”. Proust realizou experimentos com substâncias puras e concluiu que independentemente do processo usado para obtê-las, a composição em massa dessas substâncias era constante. A Lei de Proust é definida assim: As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma proporção constante. Através de análises de inúmeras substâncias adquiridas por diferentes processos foi possível verificar que uma mesma substância tem sempre a mesma composição qualitativa e quantitativa. Por exemplo, qualquer amostra de água apresenta sempre 88,9 % de oxigênio e 11,1 % em massa de hidrogênio combinados na mesma proporção. Lei de Hess - Em termodinâmica, a lei proposta pelo químico russo, em 1840, estabelece que a energia não pode ser nem criada nem destruída; somente pode ser trocada de uma forma em outra. A lei de Hess é utilizada para prever a transferência de entalpia de uma reação ΔHr, quando a reação é lenta, incompleta, explosiva ou quando ocorrem outras reações simultaneamente. A troca de entalpia de uma reação química que transforma os reagentes em produtos é independente do caminho escolhido para a reação. Isto é chamado função de estado. Em outras palavras, a troca de entalpia que vai desde os reagentes aos intermediários A e posteriormente aos produtos finais é a mesma que a troca quando se vai dos mesmos reagentes aos componentes intermediários B e posteriormente aos mesmos produtos finais, e assim pode-se considerar que as equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas (equações algébricas). O estado padrão corresponde à substância pura em seu estado (físico, alotrópico) mais comum e estável a 25°C e 100 kPa. Pode ser escrita como: A variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final, não importando o caminho da reação. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 19 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química A soma de equações químicas pode levar a mesma equação resultante. Se a energia se inclui para cada equação e é somada, o resultado será a energia para a equação resultante. Em outras palavras o ΔH de uma reação é igual a soma dos ΔH das etapas em que a reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja apenas teórico. Lei de Beer-Lambert, também conhecida como lei de Beer ou lei de BeerLambert-Bouguer é uma relação empírica que, na Óptica, relaciona a absorção de luz com as propriedades do material atravessado por esta. Em resumo, a lei explica que há uma relação exponencial entre a transmissão de luz através de uma substância e a concentração da substância, assim como também entre a transmissão e a longitude do corpo que a luz atravessa. Se conhecemos l e α, a concentração da substância pode ser deduzida a partir da quantidade de luz transmitida. As unidades de c e α dependem do modo em que se expresse a concentração da sustância absorvente. Se a sustância é líquida, se deve expressar como uma fração molar. As unidades de α são o inverso do comprimento (por exemplo cm-1). No caso dos gases, c pode ser expressada como densidade (a longitude ao cubo, por exemplo cm-3), em cujo caso α é uma seção representativa da absorção e tem as unidades em comprimento ao quadrado (cm2, por exemplo). Se a concentração de c está expressa em moles por volume, α é a absorvância molar normalmente dada em mol cm-2. A lei tende a não ser válida para concentrações muito elevadas, especialmente se o material se dispersa muito a luz. A relação da lei entre concentração e absorção de luz é a base do uso de espectroscopia para determinar a concentração de substâncias em química analítica. Lei de Raoult - Na química, a lei de Raoult é dedicada a François-Marie Raoult (1830-1901) e afirma que a pressão parcial de cada componente em uma www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 20 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes individuais e da fração molar dos mesmos componentes. Uma vez alcançado o equilíbrio na solução, a pressão de vapor total da solução é: e a pressão de vapor individual ou pressão parcial de cada componente é onde (Pi)puro ou Pi* é a pressão de vapor do componente puro Xi é a fração molar do componente na solução Como consequência, com o aumento do número de componentes em uma solução, a contribuição individual de cada componente na pressão de vapor diminui, já que a fração molar de cada componente diminui a cada acréscimo de um novo componente. Se um soluto puro tem pressão de vapor zero (isto é, não evapora) e é dissolvido em um solvente, a pressão de vapor da solução final (solvente-soluto) será menor que o do solvente puro. Esta lei é válida estritamente apenas se a ligação entre, por exemplo, as moléculas de diferentes líquidos em uma mistura for qualitativamente igual à ligação entre moléculas dos próprios líquidos individualmente (que é a condição de uma solução ideal). Portanto, a comparação entre valores de pressões de vapor reais e valores preditos pela lei de Raoult permite obter informações sobre a força relativa da ligação entre os líquidos presentes na mistura estudada. Por exemplo, se o valor real for menor que o valor esperado, é porque menos moléculas escaparam da solução líquida para a fase vapor; isto pode ser explicado ao afirmar que a força de ligação entre as moléculas dos diferentes líquidos é mais forte do que a ligação dentro dos próprios líquidos individualmente, de forma que menos moléculas têm energia suficiente para escapar à fase vapor. Se, porém, o valor real é maior que o valor esperado, é porque mais moléculas escaparam para a fase vapor devido à ligação mais fraca entre as diferentes moléculas da mistura. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 21 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química A partir da Lei de Raoult também é possível observar que em uma solução ideal de dois líquidos voláteis, a pressão de vapor total (em uma dada temperatura) varia linearmente com a composição da solução de P2* a P1* quando X1 varia de 0 a 1 (figura abaixo) A variação da pressão de vapor total de uma mistura binária com a fração molar do composto 1 quando a Lei de Raoult é obedecida. Lei de Henry – a solubilidade de um gás dissolvido em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás acima do líquido. Este é o enunciado da lei de Henry, que pode ser escrita. onde: X = fração molar de equilíbrio do gás em solução (sua solubilidade); P = pressão parcial na fase gasosa; K = constante de proporcionalidade, ou constante da lei de Henry. Valores da constante da lei de Henry na água (Kx105 atm-1) Gás 0°C 20°C 40°C 60°C www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 22 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química H2 1,72 1,46 1,31 1,21 N2 1,86 1,32 1,00 0,874 O2 3,98 2,58 1,84 1,57 A lei de Henry aplica-se somente quando a concentração do soluto e a sua pressão parcial são baixas, isto é, quando o gás e sua solução são essencialmente ideais, e quando o soluto não interage fortemente de nenhuma maneira com o solvente. Lei de Charles - A lei de Charles é uma lei dos gases perfeitos: à pressão constante, o volume de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura. Esta lei diz respeito às transformações isocóricas ou isométricas, isto é, aquelas que se processam a volume constante, cujo enunciado é o seguinte: O volume constante, a pressão de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta, ou seja: = constante. Desta maneira, aumentando a temperatura de um gás a volume constante, aumenta a pressão que ele exerce, e diminuindo a temperatura, a pressão também diminui. Teoricamente, ao cessar a agitação térmica das moléculas a pressão é nula, e atinge-se o zero absoluto. A representação gráfica da transformação isométrica é uma reta. Lei de Gay-Lussac - Dentro do âmbito da Química e da Física a Lei de GayLussac é uma lei dos gases perfeitos que estabelece que sob um volume e quantidade de gás constantes, a pressão é diretamente proporcional à temperatura. onde: P é a pressão do gás. T é a temperatura termodinâmica. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 23 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química kPT é uma constante. Portanto para comparar a mesma substância em estados diferentes (estando de acordo com as condições acima) afirma-se que: Lei de Avogadro - relacionada ao comportamento dos gases ideais segundo o qual um aumento do número de partículas implica o aumento do número de colisões e um igual número de partículas para gases diferentes implica um igual número de colisões. Lei de Dalton - A lei de Dalton é uma lei acerca do comportamento dos gases ideais, que defende que se as moléculas de dois gases não se atraem nem se repelem, as colisões de cada um deles não são afetadas pela presença do outro. Por essa razão cada um dos gases exerce mesma pressão na mistura gasosa que exerceria se estivesse sozinho; a isto se chama pressão parcial de um gás. A lei de dalton, textualmente, afirma: “Numa mistura gasosa, a pressão de cada componente é independente da pressão dos demais, a pressão total (P) é igual à soma das pressões parciais dos componentes”. A pressão total exercida sobre as paredes em que a mistura está contida é calculada através da soma das pressões parciais. A expressão matemática da lei de Dalton é: sendo pA a pressão parcial de A, Pt a pressão total da mistura e xA a fração molar de A. A lei de Fick é uma lei quantitativa na forma de equação diferencial que descreve diversos casos de difusão de matéria ou energia em um meio no qual inicialmente não existe equilíbrio químico ou térmico. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 24 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Em situações nas quais existem gradientes de concentração de uma substância, ou de temperatura, se produz um fluxo de partículas ou de calor que tende a homogenizar a dissolução e uniformizar a concentração ou a temperatura. O fluxo homogenizador é uma consequência estatística do movimento aleatório das partículas que dá lugar ao segundo princípio da termodinâmica, conhecido também como movimento térmico casual das partículas. Assim os processos físicos de difusão podem ser vistos como processos físicos ou termodinâmicos irreversíveis. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 25 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química 6 A QUÍMICA A SERVIÇO DA VIDA Como vimos, a química, de forma ampla, pode ser definida como o ramo da ciência dedicado à observação, transformação e construção, pois o trabalho do Químico geralmente inclui a observação e/ou determinação da estrutura ou composição de espécies químicas presentes nos seres vivos, no ambiente e nos materiais, bem como a transformação e construção de novas moléculas. Tradicionalmente, a Química compreende somente quatro divisões didáticas: Química Analítica, Química Inorgânica, Química Orgânica e Físico-Química que, atualmente, estão em crescente desuso. Novas subáreas temáticas estão emergindo e representam de forma ampla os principais focos atuais da Química. Por exemplo, a Química dos Materiais, Química Medicinal e Química Ambiental são divisões interdisciplinares, bastante abrangentes, e englobam, majoritariamente, os diversos campos de estudo e os desafios contemporâneos da química (SILVA; ANDRADE, 2003). No Quadro abaixo estão representadas algumas das principais missões da Química, que demonstram a importância desta área do conhecimento para a humanidade. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 26 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química O século passado presenciou o maior aumento na expectativa de vida do ser humano, que saltou de cerca de 40 anos para aproximadamente 70 anos, e parte significativa deste salto foi devido aos avanços da química. Entretanto, uma parcela significativa dos atuais seis bilhões de habitantes do planeta não têm acesso a alimentos em quantidade e qualidade adequadas. Também, cerca de 1 bilhão de pessoas não têm acesso a água potável de boa qualidade e 1,3 bilhão vivem em locais em que a qualidade do ar é imprópria. Vale ressaltar que os danos ao ambiente e a preocupação com a questão ambiental não são tão atuais. Na Roma Antiga, atividades como curtumes, matadouros, lavanderias e fabricação de azeite, só eram permitidas em locais desabitados e, na Grécia Antiga, era exigida autorização especial para a construção de curtumes e fundições de prata (SILVA; ANDRADE, 2003). A química ambiental (veremos em detalhes em outro momento do curso) é uma das áreas da ciência que mais tem crescido nas últimas décadas. Ela procura entender a composição e o comportamento do solo, da água e do ar, quais as interações complexas entre esses sistemas, como eles são influenciados pelas atividades humanas e quais são as suas consequências. Os conhecimentos acumulados com esses estudos têm contribuído de forma significativa na prevenção e correção de problemas ambientais, por exemplo, pela produção de plásticos (usados em embalagens e utensílios) que se degradam facilmente no ambiente, a descoberta de produtos usados como propelentes e em sistemas de refrigeração que não danificam camada de ozônio e a reciclagem de materiais como metais, plásticos, papel e borrachas. Esses novos procedimentos e iniciativas, comumente chamados de “Química Verde”, têm como foco desenhar produtos e processos que reduzam ou eliminem o uso e a produção de substâncias danosas ou perigosas à saúde humana e ao ambiente. Os conhecimentos gerados também podem servir de guia para mudanças no comportamento humano, esclarecendo a sociedade sobre os riscos ambientais que certos produtos e atitudes oferecem e a possibilidade de substituí-los por outros menos nocivos. Entretanto, a segurança do ambiente não é um problema local ou pontual e exige esforços concentrados de todo o planeta. A geoquímica tem feito muitos www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 27 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química progressos no entendimento da química da terra e seus componentes, incluindo rios, lagos e oceanos. Muitos desses envolvem teorias fundamentais como a termodinâmica, mas em escala muito maior que a molecular. A química da atmosfera tem, também, contribuído bastante para elucidar com detalhes várias questões ambientais, como a depleção da camada de ozônio, o aquecimento global e o “sequestro” de carbono (SILVA; ANDRADE, 2003). Na década de 1970 surgiu a primeira pista de que os compostos genericamente denominados de CFCs (do inglês chlorine-fluorinecarbon) podiam estar destruindo a camada de ozônio, localizada na estratosfera, e que protege a Terra dos raios solares ultravioleta que, entre outras ações, são cancerígenos. Por ironia, os CFCs foram especialmente escolhidos pelos cientistas da Du Pont®, para uso em refrigeração e como propelentes, por serem inertes. Entretanto, esses gases são levados à estratosfera superior e, nessa altitude, a intensa luz ultravioleta do sol promove a quebra de ligações liberando os átomos de cloro, que atuam como iniciadores de reações em cadeia. Esse processo foi elucidado por Paul Crutzen, Mario Molina e Sherwood Rowland que, em 1995, receberam o Prêmio Nobel de Química. Embora os Estados Unidos tivessem banido o uso desses compostos desde 1976, o mundo precisou de mais de uma década para abrir os olhos para este problema, quando, em 1985, cientistas descobriram um buraco potencialmente catastrófico na camada de ozônio (SILVA; ANDRADE, 2003). Essas descobertas levaram a Organização das Nações Unidas (ONU) a redigir o Protocolo de Montreal, em 1987, com ajustes e emendas posteriores, adotando medidas preventivas para regulamentar o total das emissões mundiais de substâncias (CFCs e halons) que deterioram a camada de ozônio, em função da evolução dos conhecimentos científicos e tendo em conta considerações técnicas e econômicas. O objetivo era reduzir em 50% a produção e consumo dessas substâncias até 1999, em relação aos níveis calculados de produção e consumo de 1986, com o objetivo final de eliminá-las, o que de fato ocorreu. A interação de gases como o CO2 com a terra e a água também é objeto de estudos da química do ambiente. O dióxido de carbono produzido principalmente www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 28 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química pela respiração de plantas e animais e queima de combustíveis também é fixado no processo de fotossíntese. Embora a molécula de CO2 seja aparentemente inofensiva, os níveis crescentes desse e de outros gases em nível de traços na atmosfera têm provocado um aumento global da temperatura, conhecido como efeito estufa. A temperatura da superfície da Terra é governada pelo balanço da luz solar incidente que é refletida de volta ao espaço e a que é retida pela conversão em energia térmica. Os gases estufa absorvem parte da radiação infravermelha e impedem sua transmissão de volta ao espaço, o que provoca mudanças neste balanço e pode afetar a temperatura global. Outros gases, como o vapor d’água, também contribuem para o efeito estufa, mas o CO2 é particularmente importante porque o aumento dos níveis deste gás na atmosfera está relacionado à atividade humana (SILVA; ANDRADE, 2003). Na Conferência da ONU sobre mudanças climáticas, realizada em Quioto, Japão, em dezembro de 1997, 39 países desenvolvidos firmaram o compromisso de adotar um protocolo segundo o qual os países industrializados reduziriam suas emissões combinadas de gases de efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hidrofluorcarbonos, perfluorcarbonos, hexafluoreto de enxofre) em pelo menos 5% em relação aos níveis de 1990, até o período entre 2008 e 2012. Ficou acordado que cada Parte do Protocolo deveria adotar políticas nacionais e medidas correspondentes para atenuar a mudança do clima, limitando suas emissões antrópicas, protegendo e aumentando os sumidouros e reservatórios desses gases. O Protocolo prevê também a criação de MDL (Mecanismos de Desenvolvimento Limpo), que consiste na possibilidade de um país industrializado financiar projetos ambientais em países em desenvolvimento, como forma de cumprir parte de sua meta de redução de emissões. O compromisso promete reverter a tendência histórica de crescimento das emissões nesses países, iniciada há 150 anos. No entanto, o Protocolo de Quioto teve metas muito mais modestas que o Protocolo de Montreal. Enquanto o Protocolo de Montreal previa proibição total da produção dos CFCs, o Protocolo de Quioto pedia apenas a estabilização, ou cortes relativamente pequenos, das emissões dos gases estufa, que não foi acatado pelos principais responsáveis por essas emissões, como os Estados Unidos. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 29 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química É muito pouco provável que a maior parte da produção de energia nas próximas décadas seja outra senão a queima de combustíveis fósseis. O “sequestro” de carbono, que é uma tentativa de reter o dióxido de carbono depois da combustão em um lugar seguro, talvez seja uma das alternativas para contornar os problemas causados pelo excesso de emissões. Esses são alguns dos assuntos mundiais nos quais a Química está muito presente. Estes assuntos são um “prato convidativo” que permitem aos professores interagir e relacionar conteúdos e cotidianidade no ensino fundamental e médio. Em anexo sugerimos alguns temas para desenvolvimento de projetos em sala de aula que muito tem a contribuir com o crescimento dos alunos. Sobre a importância da química para a vida, eis algumas abordagens para enriquecer as aulas e “chamar” a atenção dos alunos. Compreender as inúmeras transformações pelas quais a Terra vem passando, ao longo dos aproximados 4,5 bilhões de anos de existência, e os impactos decorrentes do surgimento da vida no nosso planeta, principalmente aqueles resultantes de atividades antrópicas, agravados nas últimas décadas (SILVA; ANDRADE, 2003). No artigo “A evolução da atmosfera terrestre”(Jardim, 2001) fez um paralelo entre a termodinâmica e o conceito de vida. Dentro de uma concepção química abrangente de vida, planetas vizinhos à Terra, como Marte e Vênus, são considerados estéreis por conta de suas atmosferas encontrarem-se em equilíbrio termodinâmico; ao passo que a atmosfera terrestre está muito distante deste equilíbrio, coexistindo espécies oxidantes poderosas com um elevado número de espécies reduzidas em constantes transformações. Ambas as formas resultam principalmente de processos biológicos, ou seja, da vida. E foi o surgimento da vida que desencadeou um dos maiores impactos ambientais ocorridos na Terra, a mudança da atmosfera redutora para uma atmosfera altamente oxidante, forçando os organismos vivos que habitavam o planeta a uma readaptação. Embora o processo de evolução tenha durado bilhões de anos, nas últimas décadas, mudanças significativas na composição da atmosfera terrestre vêm www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 30 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química acontecendo, principalmente, na concentração de gases minoritários com importantes papéis na química da atmosfera. Mozeto (2001) no artigo “Química atmosférica: a química sobre as nossas cabeças”, discutiu a estrutura (divisão em camadas) e composição atual da atmosfera terrestre de uma forma detalhada e bastante didática, destacando suas funções vitais e as transformações decorrentes de reações químicas e fotoquímicas, com efeitos benéficos de proteção das diversas formas de vida na Terra, além dos efeitos deletérios como o buraco na camada de ozônio e a potencialização do efeito estufa. Um dos maiores desafios na atualidade é o atendimento à demanda por água de boa qualidade. Grassi (2001) chamou atenção para esta questão no artigo “As águas do planeta terra”, advertindo que, embora cerca de 71% da superfície do planeta seja coberta por água, apenas 0,77% são de água doce disponível, distribuídos em diversos compartimentos. A qualidade dessa água doce disponível vem se deteriorando de forma crescente, especialmente nos últimos 50 anos, fruto de um conjunto de atividades humanas. Para contornar este problema, discute-se duas estratégias adotadas no controle da poluição aquática: (1) redução na fonte; (2) tratamento dos resíduos para remover os contaminantes ou convertê-los em formas menos nocivas. A discussão deixa evidente que o uso sustentável da água é vital para a sobrevivência no planeta, uma vez que a vida floresceu na água e é impossível concebê-la sem este recurso fundamental. Muito embora indispensável à vida, a água com a qualidade comprometida é um dos principais vetores na transmissão de doenças. Estima-se que 65% das internações hospitalares de crianças menores de 10 anos no Brasil (dados do BNDES, 1998) estão associadas à falta de saneamento básico. Diante deste quadro alarmante, Guimarães e Nour (2001) traçaram um perfil da situação atual de tratamento de águas residuais no Brasil e os principais processos de tratamento, envolvendo os físico-químicos e os biológicos, no artigo “Tratando nossos esgotos: processos que imitam a natureza”. Além da preocupação com o destino e tratamento de águas residuais, um outro aspecto relevante que não só pode como deve ser abordado é o grande www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 31 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química volume de resíduos sólidos gerados pela explosão demográfica nas últimas décadas. Fadini e Fadini (2001), no artigo “Lixo: desafios e compromissos” discutiram os aspectos químicos e biológicos relacionados ao lixo e propõem um conjunto de soluções que concilie desenvolvimento associado à sustentabilidade ambiental e qualidade de vida. No entanto, para melhor compreender a dinâmica do planeta e o impacto global decorrente das mudanças ocorridas ao longo de bilhões de anos de evolução e as ocorridas mais recentemente, é necessária uma avaliação num contexto mais amplo que envolva os três grandes compartimentos do globo terrestre: atmosfera, hidrosfera e litosfera. Embora muitas vezes sejam tratados separadamente por questões didáticas, percebe-se claramente as suas inter-relações. Só o uso adequado da química poderá contribuir para mitigar a fome, melhorar a qualidade de vida, conforto da população, enfim, construir uma sociedade sustentável. Sem a Química seria impossível manter a qualidade de vida da humanidade com alimentos, segurança ambiental, longevidade e conforto (SILVA; ANDRADE, 2003). www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 32 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química REFERÊNCIAS CONSULTADAS E UTILIZADAS CARVALHO, Geraldo Camargo de. Química Moderna São Paulo: Scipione, 1997. CASTELLAN, Gilbert W. Físico-Química. Tradução de Luiz Carlos Guimarães. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, 1976. FADINI, Pedro Sérgio; FADINI, Almerinda Antonia Barbosa. Lixo: desafios e compromissos. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Edição especial – Maio 2001 Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/lixo.pdf> Acesso em: 13 ago. 2010. FELTRE, Ricardo. Fundamentos da Química. 7 ed. São Paulo: Moderna, 2007. FERREIRA, Luiz Henrique Ferreira, HARTWIG, Dácio H.; ROCHA-FILHO, Romeu C. Algumas Experiências Simples Envolvendo o Princípio de Le Chatelier. Química Nova na escola Le Chatelier N° 5, MAIO 1997 – Disponível em: <www.qnesc.sbq.org.br> Acesso em: 23 ago. 2010. GRASSI, Marco Tadeu. As águas do planeta terra. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Edição especial – Maio 2001. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/aguas.pdf> Acesso em: 13 ago. 2010. GUIMARÃES, José Roberto; NOUR, Edson Aparecido Abdul. Tratando nossos esgotos: processos que imitam a natureza. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Edição especial – Maio 2001. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/esgotos.pdf> Acesso em: 13 ago. 2010. JARDIM, Wilson F. A evolução da atmosfera terrestre. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Edição especial – Maio 2001. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/evolucao.pdf> Acesso em: 13 ago. 2010. MACEDO, Horácio. Físico-Química I. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1981. MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um Curso Universitário. Trad. de H.E. Toma et al. São Paulo: Edgard Blücher, 1995. MOORE, Walter John. Físico-Química vol 1 - tradução da quarta edição americana por Helena Li Chun e outros. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1976 MOZETO. A. A. Química atmosférica: a química sobre as nossas cabeças Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Edição especial – Maio 2001. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/atmosfera.pdf> Acesso em: 13 ago. 2010. RUSSELL, J. B. Química Geral. Trad. de D.L. Sanioto et al. São Paulo: McGraw Hill, 1981. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 33 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química SILVA, Luciana Almeida Silva; ANDRADE, Jailson B. de. Química a serviço da humanidade. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola N° 5 – Novembro 2003 Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/05/quimica_a_servico_da_humanidade.pdf > Acesso em: 24 ago. 2010. UTIMARA, Teruko Y.; LINGUANOTO, Maria. Química. São Paulo: FTD, 1998. www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 34 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química ANEXOS Sugestões de Temas para Projetos Condições básicas de vida Interações vida x consumo A qualidade de nossas possíveis escolhas O ambiente modificado - Água: as muitas águas do planeta - Água: tratamento de água - Águas usadas: tratamento de esgotos - Combustíveis bioenergéticos - Alimentos: como estão as nossas fontes - Alimentos: o que vemos e o que não vemos - O ar que respiramos - Alimentos: o que pagamos e o que compramos - Alimentos: do grão de trigo ao pão - Investigando as Embalagens: de onde vêm para onde vão? - Investigando a produção de lixo - Calorias na alimentação - Corantes alimentares: valor estético e efeitos sobre a saúde - Xampus - Refrigerantes e outras bebidas - Soluções nos produtos de supermercado - Detergentes - Rótulos de produtos comercializados - Elementos e substâncias fundamentais na alimentação - A função da desidratação dos alimentos - Minerações e impactos ambientais e sociais - Investigando a corrosão de metais - Ozônio: do bem ou do mal? - Chuva Ácida - Os bioindicadores www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500 35 Instituto Brasileiro de Ensino Ensino de Química – Tópicos em Química Tecnologias de ponta A extensão do saber - Pilhas e baterias - Tintas - Polímeros - Fibras orgânicas - Novos materiais: cerâmicas condutoras - A química na medicina - Conservação de alimentos através da história - A química nas artes plásticas - Tinturas vegetais - O emprego da química por outras culturas - A química do espaço sideral www.institutoibe.com.br – [email protected] – (0XX31)2533-0500