Divirta-se com
o Clube da Química
Esta Revista Virtual
tem como missão principal mostrar os
conceitos da química de uma forma divertida. A nossa idéia é associar
sempre a química ao cotidiano das pessoas. Mostrar que a química está
presente em cada coisa que fazemos ou vivemos. Para isso, a Divirta-se
Número 6
com o Clube da Química propõe uma maneira divertida de ensinar a
química usando com as palavras cruzadas, caça palavras, dominox, etc. O
principio básico da Revista é previlegiar o ensino da química dentro de um
Setembro de 2012
contexto interdisciplinar.
Espero que você ao resolver as situações inseridas na revista tenha
condições de exercer os seus conhecimentos da química.
Prof. Dr. Genilson Pereira Santana
ISSN 2175-2710
Sugestões
e-mail: [email protected]
Produzido por
Genilson Pereira Santana
www.clubedaquimica.com
Caça Palavra
O c á l c i o ,
elemento a família dos
metais alcalinos
terrosos, é considerado
o mineral mais comum e
abundante no corpo humano. Ele é encontrado principalmente nos ossos e
dentes, e em quantidades bem menores também no sangue e tecidos
moles. Nossos ossos encontra-se a hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2), um
composto feitos de cálcio e fosfato. Geralmente, a fragilidade dos ossos é
atribuída, principalmente a deficiência desses elementos, bem como
vitamina D. A osteoporose, nome dado a doença relacionada à fragilidade
dos ossos, pode ser causada por fatores hereditários, falta de exercícios
físicos e fatores hormonais. Sua a prevenção e cura é feita com a ingestão
de doses diárias de cálcio ou por via medicamento ou pela alimentação. O
cálcio está disponível em muitos alimentos, apesar das pessoas o
associarem ao leite, principalmente o leite e os seus derivados, como queijo,
iogurte, etc. Uma alimentação saudável e variada é o necessário para
conseguir o máximo de absorção do cálcio, cerca de 30% de todo o cálcio
que ingerimos consegue ser absorvido pelo corpo.
1
Dominox da Química
O cálcio é o quinto elemento em
abundância na crosta terrestre (1,6% em
massa) e cerca de 8% da crosta da Lua.
Não é encontrado em estado nativo na
natureza, estando sempre como
constituinte de rochas ou minerais de
grande interesse industrial, como as que
apresentam em sua composição
carbonatos (mármore, calcita, calcário
e dolomita) e sulfatos (gipso, alabastro) a
partir dos quais se obtêm a cal viva , o
estuque, o cimento, etc. Outros minerais
que o contêm são a fluorita (fluoreto),
apatita (um fluorfosfato da cálcio) e
granito (rochas silicatadas). Em sua
forma pura, o cálcio se apresenta como
um metal de baixa dureza, prateado, que
reage facilmente com o oxigênio
presente no ar e na água. O cálcio foi
isolado pela primeira vez em 1808, em
uma forma impura, pelo químico britânico Humphry Davy mediante a eletrólise de uma
amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO). Davy misturou cal umedecida com óxido de mercúrio
que colocou sobre uma lâmina de platina, o anodo, e submergiu uma parte de mercúrio no interior
da pasta funcionando como catodo. Na eletrólise obteve uma amálgama que destilada originou um
resíduo sólido facilmente oxidável. Davy não ficou convencido de que havia obtido cálcio puro.
Posteriormente, Robert Bunsen em 1854 e Augustus Matthiessen em 1856 obtiveram o metal por
eletrólise do cloreto de cálcio (CaCl2) e, Henri Moissan obteve o cálcio com uma pureza de 99%
por eletrólise do iodeto de cálcio (CaI). Muitos compostos contendo cálcio já eram conhecidos
desde a antiguidade pelos indianos, egípcios, gregos e romanos. Os romanos já preparavam a cal,
ou cal (óxido de cálcio, CaO) desde o século I; em 975 d.C., o gipso desidratado (gesso, CaSO4) já
era citado na literatura da época para "engessar" pernas e braços quebrados, entre outras.
2
Soduku químico
Caça Palavra
A palavra espeleotema tem origem grega e
significa depósito de caverna. Existem
diferentes tipos de espeleotemas, mas os mais
comuns são as estalactites e as estalagmites.
A água presente nas goteiras das cavernas é
rica em cálcio, bicarbonato e CO2. Ao
Be
Ba
emergir no teto da caverna, perde gás
C
carbônico ficando saturada em carbonato de
cálcio que se precipita. Quando o precipitado
Sr
C
H
Mg
gerado fixa-se ao teto há, com o passar dos
anos, a formação de uma estrutura sólida
Ba
O
pendente - em geral, cônica - denominada
Ca
estalactite. As estalactites possuem um canal
interno, mas seu crescimento lateral ocorre
nas paredes externas, por onde escorrem as
Ra
gotas que brotam no teto. As estalactites
possuem uma estrutura anular que pode ser
Ra
O
utilizada para sua datação. As formações
Sr
geradas possuem tamanhos, largura e altura
variadas. Nem todo carbonato dissolvido se deposita nas estalactites. Uma parte cai junto com a gota de
Ca
C
Ba
água e forma um precipitado no chão. O lento acúmulo provocado pela sequência de gotas provoca o
surgimento de estalagmites, que crescem verticalmente em direção ao teto. Por serem formadas pelas
gotas que caem, as estalagmites não possuem um canal interno, costumam ter a ponta arredondada e o
C
formato aproximadamente cilíndrico. Na maior parte dos casos, há uma estalagmite para cada
estalactite, mas grandes estalagmites podem ser formadas por vários gotejamentos diferentes. Quando
Ca
Mg
H
as estalactites e estalagmites se encontram, surge uma coluna. Certamente, toda água que se infiltra no
solo até o teto de uma caverna acaba dando origem a uma estalactite e uma estalagmite. Outros tipos de
formação são possíveis, como por exemplo: Cortinas e bandeiras: quando a gota escorre por um teto
H
Ca
inclinado e, ao escorrer, forma um rastro de calcita. Com o tempo, esse depósito cresce verticalmente
dando origem a uma formação semelhante a uma cortina; Represas de travertino: quando o
escorrimento pelas paredes dá origem a pequenos diques, formando estruturas que lembram uma
piscina escalonada; Flores (flores de calcita, de aragonita ou de gipsita).
3
4
Caça Palavra
Dureza da água é a propriedade
relacionada com a concentração
de íons de determinados
minerais dissolvidos nesta
substância. A dureza da água é
causada por sais de cálcio e
magnésio . Eventualmente
também o zinco, estrôncio,
ferro ou alumínio podem ser
levados em conta na aferição da
dureza. A dureza da água é
composta de duas partes, a
dureza temporária e a dureza
permanente. A dureza
temporária é gerada pela
presença de carbonatos e
bicarbonatos, que podem ser
eliminadas por meio de fervura
da água. A dureza permanente é
devida a cloretos, nitratos e
sulfatos, que não são
susceptíveis à fervura. Uma
forma muito simples e antiga de
identificar a dureza da água é o
teste da espuma. Se o sabão ou
pasta de dentes fizer muita
espuma na água é porque é água
mole. Mas se, ao contrário, fizer pouca espuma é porque é água dura. Por isso, para o uso em
banho, lavagem de louças e roupas, fazer a barba, lavar o carro e muitos outros usos, a água dura
não é tão eficiente como a mole. A água dura pode ser indesejável para alguns processos
industriais levedar certos tipos de cerveja, embora se diga que o típico Uísque Bourbon do
Kentucky deve em parte o seu sabor à elevada concentração de cálcio na água existente no
subsolo da região onde é produzido. Alguns produtos químicos presentes na água dura tais
como silicatos e carbonato de cálcio, são também inibidores de corrosão eficientes, e podem
prevenir danos em canalizações ou contaminações por produtos de corrosão potencialmente
tóxicos. A água dura pode causar depósitos de calcita em caldeiras, máquinas de lavar e canos.
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Caça palavra
P
C
P
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Humphry Davy nasceu em 17 de Dezembro 1778 em Penzance, na Cornualha. Ele foi aprendiz
de um cirurgião e de 19 anos foi para Bristol a estudar ciência. Lá, ele investigou gases. Ele
preparou e inalou o óxido nitroso (gás hilariante). Em 1800 “ele publicou os seus resultados em
'Pesquisas Químicas e filosóficas”. Isso fez com que ele fosse contratado como professor
assistente de química na Royal Institution. Por ser um ótimo orador, na Royal Institution suas
palestras foram de grande sucesso. Em 1803 ele se tornou membro da Royal Society e em 1805
sendo premiado com a Medalha Copley. Davy utilizou a bateria desenvolvida por Alessandro
Volta para isolar os elementos potássio, sódio, cálcio, estrôncio, bário e magnésio por eletrólise.
Ele também estudou as forças envolvidas nesses isolamentos, inventando o novo campo da
eletroquímica. Davy foi agora considerado um dos maiores cientistas da Grã-Bretanha e foi
nomeado cavaleiro em 1812. Em 1813, Davy partiu em uma viagem de dois anos para a Europa.
Apesar da guerra entre Grã-Bretanha e França, Davy visitou Paris, onde identificou o elemento
iodo. Por causa da descoberta Napoleão lhe conferiu uma medalha. Em 1815, ele recebeu uma
carta de alguns mineiros de Newcastle, que falam sobre os perigos enfrentados a partir do gás
metano. Na época era comum o metano desencadear uma serie de explosões em Minas devido ao
uso de velas para iluminar o caminho nos capacetes dos mineiros. Os incêndios e explosões
resultaram na morte de dezenas de pessoas. No entanto, Davy conseguiu desenvolver uma
lâmpada com o metal, dispositivo que se tornou mais tarde amplamente utilizado.
6
Cenas da Química
Cadê o químico com
o cálcio. Essa senhora
pode quebrar os
ossos por causa o
osteoporose...
Enquanto isso...
7
Caça Palavra
O cimento (derivada do latim
cæmentu) é um material
cerâmico que, em contato com a
água, produz reação exotérmica
de cristalização de produtos
hidratados, ganhando assim
resistência mecânica. É o
principal material de construção
usado como aglomerante. É
uma das principais commodities
mundiais, servindo até mesmo
como indicador econômico. Já
no Antigo Egito era utilizado
um material feito de gesso
calcinado como aglomerante.
Entre os gregos e romanos,
eram usados solos vulcânicos
das proximidades de Pozzuoli
ou da ilha de Santorini, que
endureciam depois de
misturadas com água. Em 1786
o inglês John Smeaton criou uma mistura resistente através da calcinação de calcários
argilosos e moles. Esse é o marco da criação do cimento artificial. Em 1818, o francês
Vicat obteve resultados semelhantes aos de Smeaton, pela mistura de componentes
argilosos e calcários. Tempos depois, Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin
queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino.
Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto às pedras
empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo
construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por
apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha
britânica de Portland. O Cimento Portland é composto de clínquer (Silicato tricálcico
(CaO)3SiO2 e Silicato dicálcico – (CaO)2SiO2) e de adições que distinguem os diversos
tipos existentes, conferindo diferentes propriedades mecânicas e químicas a cada um.
8
Caça Palavra
Dominox da Química
VÊNUS DE MILO. A obra, de
2,02m de altura, é composta
basicamente de dois grandes
segmentos de mármore de
Paros, com várias outras partes
menores trabalhadas em
separado e ligadas entre si por
O mármore é uma rocha metamórfica
proveniente do calcário e dependendo da
composição de seus minérios pode apresentar
variadas cores como rósea, branca,
esverdeada ou preta. O nome de rocha
metamórfica vem da transformação físicoquímica sofrida pelo calcário a altas
temperaturas e pressão. Por isso as maiores
jazidas de mármore se encontram em regiões
de atividade vulcânica e que possuem a rocha
matriz calcária. O grau metamórfico
juntamente com a composição química do
mármore é conferem as suas rochas cores e texturas variáveis. Essa característica aliada
com a facilidade de ser trabalhada faz do mármore um
O D a v i , d e
Michelangelo, está
material rentável para a indústria de rochas
em forma e com seus
ornamentais. Historicamente, o mármore foi usado em
tornozelos mais fortes
do que se pensava
decorações, na confecção de objetos ornamentais e
para suportar suas 5,5
esculturas. A famosa estátua Vênus de Milo (Grécia)
toneladas de
mármore, depois de
foi esculpida em mármore no século II a.C. O farmoso
uma.minuciosa
Davi do escultor Michelangelo também foi feito de
restauração por
ocasião de seus 500
mármore. O mármore pode ainda ser usado em
construções civis na fabricação de objetos para uso
domiciliar como pias, mesas e pisos. No Brasil, as maiores concentrações de mármore
estão no estado do Espírito Santo, sendo este também o maior produtor de rochas
ornamentais do país. A História da mineração do Mármore, no Espírito Santo, surgiu com o
início das atividades de fábricas de cimento, mas a utilização do calcário e sua mineração
são desde 1878, quando era usado para a fabricação de cal, tijolos e telhas.
9
Calagem é uma etapa do preparo do
solo para cultivo agrícola na qual se
aplica calcário com os objetivos de
elevar os teores de cálcio e
magnésio, neutralização do
alumínio trivalente (elemento
tóxico para as plantas) e corrigir o
valor de pH do solo, para um
desenvolvimento satisfatório das
culturas. A acidez no solo é um
problema comum a quase todas as
regiões brasileiras, e a tendência, se
não for corrigida, é ampliar-se,
sobretudo, nas regiões de solos
arenosos sujeitos a altas
precipitações e cultivos intensivos.
Há no Brasil, aproximadamente 285
milhões de hectares de terras
cultiváveis, dos quais de 40 a 50
milhões necessitam de correção de
acidez. Praticamente, só os solos
com valores de pH < 5,5 e > 7,0
apresentam problemas
relacionados com a disponibilidade
de alguns nutrientes, com a toxidez
de outros, com a estrutura do solo,
com a vida microbiana e
simplificação da matéria orgânica, fixação de nitrogênio e enxofre, etc. Os efeitos da
calagem podem ser resumidos da seguinte maneira:Efeitos Físicos: melhoria da estrutura
pela granulação das partículas (estrutura, porosidade, permeabilidade, aeração). Efeitos
Químicos: controle da acidez; eliminação do alumínio trivalente; aumento da
disponibilidade e assimilação do cálcio, magnésio, fósforo e molibdênio; diminuição da
solubilidade do alumínio, ferro e manganês (esses elementos, além de dificultarem o
aproveitamento de alguns nutrientes pela planta, ainda podem se tornar tóxicos). Efeitos
Biológicos: estímulo ao desenvolvimento da vida microbiana.
10
Caça Palavra
Caça Palavra
Os metais alcalinos terrosos
Os ossos contêm um
combinação única de proteína e
mineral. Colágeno, a proteína
fibrosa que compõem a armação
estrutural ou matriz e é a maior
parte do volume. Hidroxiapatita,
um sal complexo de composição
Ca5(PO4)3OH, forma cristais
dentro da fibra de colágeno. O
colagéno fornece a resistência e
a elasticidade do osso, enquanto
a hidroxiapatita fornece dureza e
rigidez. Por sua vez, o dente é
constituído de dentina que é
semelhante ao osso em
composição. Devido ao seu alto
conteúdo mineral (75%), porém,
ela é mais densa e portanto mais
dura. O esmalte, que recobre a
parte externa exposta da dentina,
tem um conteúdo mineral ainda
maior (96%) e é ainda mais duro.
A raiz do dente, a parte abaixo da
gengiva, é coberta de cemento.
Esta substância, que também tem
por base a hidroxiapatita, ajuda a
manter o dente fixo. Ossos e
dentes são formado por mineralização, a deposição de minerais no tecido.
Especificamente, o processo é conhecido como calcificação, uma vez que cálcio
(em conjunto com o fosfato) é a base para a sua estrutura. As vitaminas A, C e D são
necessárias para a formação dentária e óssea. O processo reverso é a
descalcificação, ou remoção de sais de cálcio. Ela resulta de cáries dentárias, a
desordem orgânica mais comum no homem depois do resfriado comum. As cáries
dentárias causam desintegração e a dissolução do esmalte e da dentina, como
possível envolvimento da polpa.O íon fluoreto, F-, inibe a desmineralização dos
dentes, tornando-os menos suscetíveis à cárie. Ele substitui o íon hidróxido da
hidroxiapatita, formando fluorapatita que tem a composição Ca5(PO4)3F. A
fluorapatita é menos solúvel e a mais resistente ao ataque ácido. Quando
adicionado ao suprimento de água de um comunidade na concentração de 1 ppm, o
fluoreto pode reduzir o número de dentes cariados ou perdidos a menos de 50% em
adolescentes.
11
são os elementos químicos do
grupo II da tabela periódica que
apresentam configuração
2
eletrônica terminada em ns , ou
seja, possuem dois elétrons na
camada de valência. Os
elementos da família são berílio
(Be), magnésio (Mg), cálcio
(Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e
radio (Ra), sendo que o último
apresenta um tempo de vida
média muito curto. O nome
alcalino terroso provém do nome
que recebiam seus óxidos:
terras. Possuem propriedades
básicas com eletronegatividade
≤ 1,3 segundo a escala de
Pauling. São metais de baixa
densidade, coloridos e moles.
Reagem com facilidade com
halogênios para formar sais
iônicos e com a água (ainda que
não tão rapidamente como os metais alcalinos) para formar hidróxidos fortemente
básicos. São todos sólidos. Todos apresentam dois elétrons no seu último nível de
2+
energia (em subnível s), com tendência a perdê-los transformando-se em íons M .
Esta tendência em perder elétrons, denominada eletropositividade cresce no grupo
de cima para baixo, sendo o menos eletropositivo, o berílio. A reatividade dos
metais alcalinos terrosos tende a crescer no mesmo sentido. Quando exposto ao
ar, o magnésio oxida-se facilmente e, em estado finamente dividido, queima no ar
com uma chama intensa, rica em raios ultravioleta. O magnésio é um grande
agente redutor e reage com vários ácidos, produzindo hidrogênio. Os metais
alcalinos terrosos, quando em estado de vapor, permanecem sob a forma de
átomos, e não de moléculas diatômicas, como ocorre nos metais alcalinos.
12
Experiência
Caça Palavra
O Sopro Mágico
Oxalato de cálcio é um composto
químico que forma cristais
monoclínicos aciculares (isto é
em forma de agulha ) com
importante significado biológico,
ocorrendo em diferentes
quantidades na generalidade dos
seres vivos. Grande quantidade
deste composto ocorre
naturalmente na araceae comigoninguém-pode, na qual forma
ráfides, nas folhas do ruibarbo e em
várias espécies do gênero Oxalis.
Em quantidades menores aparece
nas folhas de espinafre. Em seres
humanos é comum encontrar as
formosas pedras do rim (os
cálculos renais) que são formadas por depósitos de oxalato de cálcio. Os cálculos renais
são formações sólidas de sais minerais compostas principalmente de oxalato de cálcio e
ácido úrico; sais que se cristalizam. Essas cristalizações podem migrar pelas vias
urinárias causando muita dor e complicações. Os cálculos podem atingir variados
tamanhos, que vão de pequeninos grãos, até o tamanho do próprio rim. Eles se formam
tanto nos rins quanto na bexiga. A formação de cálculos depende da ação de fatores
individuais e ambientais (infecções, distúrbios metabólicos, alterações anatômicas,
baixo fluxo urinário, etc.) sobre as propriedades físico-químicas da urina, modificando
tais características e favorecendo a litogênese urinária. Alterações no estado de
saturação, pH, concentração de inibidores e promotores da cristalização, favorece a
litogênese. Por exemplo, a urina humana é saturada em relação ao oxalato de cálcio,
porém a cristalização ocorre quando há queda do volume urinário intensificando a
saturação; diminuição de inibidores da cristalização, reduzindo a solubilidade da urina e
hiperexcreção de oxalato de cálcio. O entendimento da formação e crescimento dos
cálculos, sob o ponto de vista das alterações físico-químicas da urina, requer o
conhecimento de conceitos como saturação, nucleação, agregação, epitaxia do cristal,
além do papel da matriz orgânica, inibidores da cristalização e pH urinário.
13
Uma das questões mais interessante na química são as mudanças de cores. No
experimento proposto é um procedimento muito utilizado na volumetria de
neutralização. Aqui os gases que exalamos durante a respiração é usado para
mudar a cor da solução básica de fenolftaleína, ou seja o dióxido de carbono (CO2)
produzido no nosso organismo por reação entre o oxigênio inspirado e a glicose. Ao
entrar em contato com a solução de hidróxido de cálcio (conhecida também com
água de cal) o dióxido de carbono reage da seguinte forma:
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) ------> CaCO3(s) + H20(l)
Inicialmente, o dióxido de carbono, que é um gás incolor ligeiramente solúvel
em água, torna a cor da solução ligeiramente rosea, com uma leve turvação. Com a
continuação do sopro a solução muda completamente de cor; ela torna-se incolor.
Daí o sopro mágico.
Material necessário
Copo de vidro ou de béquer de 250 mL;
Copo de vidro ou erlenmeyer de 250 mL;
Canudo de refrigerante ou pipeta graduada;
Funil de plástico ou de vidro
Papel de filtro de café ou papel de filtro
qualitativo
Hidróxido de cálcio;
Fenolftaleína;
Á de torneira ou água destilada.
Procedimento experimental
Coloque uma porção de hidróxido de cálcio e agite vigorosamente;
Espere alguns minutos até que boa parte do sólido que está em suspensão
depositar. Neste ponto filtre a solução com auxílio de funil e papel de filtro,
recolhendo o filtrado em um copo de vidro.
Coloque uma pitada muito pequena de fenolftaleína no copo contendo a solução de
hidróxido de cálcio. Caso tenha a fenolftaleína preparada coloque no máximo três
gotinhas no copo no lugar da pequena pitada de fenolftaleína.
Agora basta sopra com auxilio do canudo a solução contendo fenolftaleína para ver o
que acontece. Agora tem que ter fôlego. Bastante fôlego.
14
Jogo dos 7 erros
Respostas
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