O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE

2009

Produção Didático-Pedagógica

Versão Online ISBN 978-85-8015-053-7Cadernos PDE

VOLU

ME I

I

PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL

PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA: UNIDADE DIDÁTICA COLÉGIO ESTADUAL “Profª Ubedulha C. Oliveira” – ALUNOS

DO Ensino Médio

O Processo de Ensino e Aprendizagem e a Avaliação no

Ensino de Química: A Utilização do Portifólio como

Instrumento Avaliativo.

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

Professor PDE: Walter Wolf

Área/Disciplina: Química

NRE: Londrina

Professora Orientadora na IES: Profª Ms. Fabiele Cristiane Dias Broietti

IES vinculada: Universidade Estadual de Londrina (UEL)

Londrina 2010

Introdução

Todas as atividades avaliativas concorrem para o desenvolvimento intelectual,

social, moral dos alunos, e visam diagnosticar como a escola e os professores estão

contribuindo para isso. O objetivo do processo de ensino e de aprendizagem é que

todos os alunos desenvolvam suas capacidades físicas e intelectuais, seu

pensamento independente e criativo, tendo em vista tarefas teóricas e práticas, de

modo que se preparem positivamente para a vida social.

No nosso caso, onde se utiliza o portifólio, à avaliação deve ajudar todos os

alunos a crescerem: os ativos e os apáticos, os espertos e os vagarosos, os

interessados e os desinteressados. Os alunos não são iguais, nem no nível sócio-

econômico nem nas suas características individuais. A avaliação por meio do

portifólio possibilita o conhecimento de cada um, da sua posição em relação à

classe, estabelecendo uma base para as atividades de trabalho, resultando na

aprendizagem.

O professor deve saber avaliar e saber ser avaliado, pois são saberes

fundamentais para o trabalho na área educacional. Os processos de avaliação não

devem ser vistos como inimigos que se intrometem no nosso fazer acadêmico para

procurar defeitos, mas como um instrumento de que o professor se utiliza para

aperfeiçoar a educação da nossa gente jovem. A utilização do portifólio tem o papel

de promover avanços no desenvolvimento dos alunos, de qualificar a escola,

iluminando os caminhos decisórios a partir do professor e dos próprios alunos.

A presente estratégia deve possibilitar ao aluno, a capacidade de raciocinar

logicamente, organizar e abstrair dados e informações, saber argumentar e

comunicar-se, assimilar criticamente conceitos que permitam a apreensão de

práticas e teorias, interpretar e produzir textos, capacidade de construir cenários

futuros, de criar e inovar, de analisar e relacionar dados e informações, de assimilar

mudanças, saber orientar sua atenção para um assunto específico, capacidade de

reconhecer e controlar emoções, posicionar-se de modo ético, respeitar as

diversidades, saber exercer direitos e cumprir deveres, desenvolver atitude de

responsabilidade social, compreender a realidade contemporânea e os fenômenos

naturais a partir da abordagem científica, compreender noções sobre organizações

empresariais, perceber e comunicar suas habilidades, saber negociar e trabalhar em

equipe.

As produções destes portifólios terão como base o conteúdo trabalhado pelo

professor em sala de aula, os alunos irão fazer o registro, sintetizando o assunto

trabalhado em sala, fazendo uma relação entre o conhecimento adquirido em sala,

ou seja, o conhecimento escolar com o seu conhecimento de senso comum, se

possível, incluindo rotas alternativas de reflexão, comentários a partir de situações

cotidianas, particulares, todas as que, ao final serão o somatório de experiências e

vivências do indivíduo. Poderão ser incluídos textos, reportagens, documentos,

registros de atividades, impressões, dúvidas, certezas, relações feitas com outras

situações vividas ou imaginadas, na escola ou fora dela.

Para tanto será trabalhado também com os alunos alguns textos

contextualizados, buscando evitar a educação baseada na formação de modelos,

memorizações, e fragmentação do conhecimento. Conforme a LDB nº 9394 / 96, a

organização do currículo superou as disciplinas estanques pretendendo a

articulação dos conhecimentos num processo permanente de interdisciplinaridade e

contextualização.

A interdisciplinaridade como saber útil, utiliza conhecimentos de várias

disciplinas para a compreensão de uma situação problema, numa integração de

saberes. Num texto de ciências, por exemplo, além do conhecimento específico da

matéria, o aluno pode aprender gramática, elaborar problemas relativos ao texto e

muito mais.

A contextualização do conteúdo traz importância ao cotidiano do aluno,

mostra que aquilo que se aprende, em sala de aula, tem aplicação prática em

nossas vidas. A contextualização permite ao aluno sentir que o saber não é apenas

um acúmulo de conhecimentos técnico-científicos, mas sim uma ferramenta que os

prepara para enfrentar o mundo, permitindo-lhe resolver situações até então

desconhecidas.

A fragmentação, a distância entre os conteúdos gera desinteresse ao aluno

pelo fato da aprendizagem não ser significativa, torná-la significativa requer

estabelecer uma relação entre o aluno e o que ele está aprendendo, considerando-o

como o centro da aprendizagem, sendo ativo.

O contexto dá significado ao conteúdo e deve basear-se na vida social, nos

fatos do cotidiano e na convivência do aluno. Isto porque o aluno vive num mundo

regido pela natureza, pelas relações sociais, estando exposto à informação e a

vários tipos de comunicação. Portando, o cotidiano, o ambiente físico e social deve

fazer a ponte entre o que se vive e o que se aprende na escola.

Aproveitando-se do conhecimento prévio do aluno, o professor deverá

planejar "situações” na aula, fazendo com que o conceito a ser aprendido parta do

próprio aluno.

Metodologia

A proposta desta unidade didática está em subsidiar o aluno na elaboração do

portifólio a ser realizado individualmente, em duplas e em trios. Sendo que nos 1º

anos será de forma individual, nos 2º anos em duplas e nos 3º anos em trios. Com

as turmas do período matutino e noturno.

No primeiro dia de aula serão explicados para os alunos os procedimentos

para a elaboração do portifólio, que consistirá de uma pasta na qual os alunos

armazenarão informações relevantes aos conteúdos discutidos em sala, bem como

a sua importância para o crescimento intelectual. Vale lembrar que o portifólio não

substituirá o caderno do aluno, apenas como um complemento das atividades

propostas. O mesmo será periodicamente verificado pelo professor, que recolherá

em todas as aulas em torno de cinco portifólios de cada turma, para leitura e

acompanhamento do material produzido, devolvendo-os nas aulas seguintes e

repetindo o procedimento com os demais alunos da sala nas demais aulas e em

todas as turmas. Para o mesmo, será atribuída uma nota que irá compor a média

bimestral, totalizando 4,0 pontos.

Neste portifólio o aluno fará resumos dos conteúdos trabalhos, associando

seus conhecimentos prévios aos conhecimentos científicos trabalhados em sala,

bem como a inserção de textos extraídos de revistas, jornais, internet, etc. Outras

formas de conhecimentos também poderão compor o portifólio, tais como:

questionários sobre o assunto trabalhado, fotos/figuras, vídeos, experiências, entre

outros.

Sugestões de textos a serem trabalhados:

Os textos foram selecionados com a pretensão de proporcionar aos alunos

subsídios para a produção escrita referentes aos conteúdos que serão trabalhados

em cada turma.

Para as turmas dos 1º anos, foram selecionados cinco textos:

O MODO COMO TUDO COMEÇOU E A UTILIDADE DA QUÍMICA

O assunto abordado neste texto retrata a evolução dos conhecimentos

químicos, suas definições e as linhas divisórias das ciências. Além de mostrar a

importância que a Química tem para a evolução da humanidade e suas

aplicabilidades nas mais diversas áreas, como a medicina, saúde, agricultura,

saneamento, indústrias e etc...

Com este texto os alunos estabelecerão algumas relações entre conteúdos

estudados e a importância da Química.

LÂMPADA FLUORESCENTE

Este texto relata os componentes químicos existentes nas lâmpadas

fluorescentes, bem como o processo de reciclagem destes materiais e o custo deste

procedimento.

Trabalhando este texto com os alunos pode-se ressaltar alguns conteúdos

programáticos como atomicidade, descoberta das partículas fundamentais, prótons,

nêutrons e elétrons, número atômico, numero de massa, energia quântica, energia

radiante ou os fótons dos elementos químicos e a relação de concentração.

OS METAIS NA QUÍMICA BIOINORGÂNICA

Ao trabalhar este texto, pode-se observar o quanto os elementos químicos

são importantes para a nossa sobrevivência, que sua falta ou excesso pode causar

algum tipo de disfunção para o nosso organismo, até nos levar a morte.

O estudo deste texto facilitará a compreensão do estudo da Tabela Periódica,

famílias, metais, ametais, semimetais e gases nobres.

O VIDRO

Neste texto, o assunto abordado retrata duas histórias possíveis de como foi

descoberto à produção do vidro, como são produzidos atualmente e quais são os

compostos utilizados para sua obtenção.

Com este tema pode-se reforçar conteúdos como as funções inorgânicas e os

estados físicos da matéria.

REVOLUÇÃO DA NATUREZA E TIPOS DE POLUIÇÃO

Este texto retrata a poluição atmosférica e das águas e suas conseqüências,

mostra ainda o trabalho feito por ONGs para diminuir os gases emitidos no planeta.

Com este texto pode-se trabalhar todas as funções inorgânicas, ácidos,

bases, sais e óxidos, tipos de reações e concentrações.

Os textos citados seguem abaixo:

Texto 1: O MODO COMO TUDO COMEÇOU E A UTILIDADE DA QUÍMICA

As origens da química são quase tão antigas como a humanidade. As primeiras atividades "pré-químicas" indubitavelmente consistiam em algumas poucas observações casuais. As criaturas da idade da pedra provavelmente maravilharam-se com o modo pelo qual um pedaço de madeira se transforma quando eram consumidas pelo fogo, as transformações no aspecto, cheiro e gosto de um pedaço de carne que se deterioram e as transformações na cor e consistência de um pedaço de argila cozida próxima do fogo.

O que é a química?

Antigamente, era fácil definir química. A definição tradicional soava alguma coisa como isto: a química é o estudo da natureza, propriedades e composição da matéria e como esta sofre alterações. Esta serviu como uma definição perfeitamente adequada até 1930 quando a ciência natural (o conhecimento sistemático da natureza) parecia divisível nitidamente em ciências físicas e biológicas: as primeiras compreendendo a física, a química, a geologia e a astronomia e a última constituída pela botânica e zoologia. Esta classificação é ainda usada. Porém, o aparecimento de campos importantes de estado, como a oceanografia, paleobotânica,

meteorologia e bioquímica, por exemplo, mostrou cada vez mais claramente que as linhas divisórias entre as ciências não são absolutamente nítidas. A química, por exemplo, sobrepõe-se, tanto com a geologia (assim nós temos a geoquímica), como com a astronomia (astroquímica) ou a física (físico-química). Daí a impossibilidade de se conceber uma definição moderna, realmente boa de química, exceto, talvez recorrendo à definição operacional: química é o que os químicos fazem. Por que estudar química?

A química representa uma parte importante em todas as outras ciências naturais, básicas e aplicadas. O crescimento e o metabolismo das plantas, a formação das rochas ígneas, o papel desempenhado pelo ozônio na atmosfera superior, a degradação dos poluentes ambientais, as propriedades do solo lunar, a ação medicinal de drogas: nada disto pode ser compreendido sem o conhecimento e as perspectivas fornecidos pela química. De fato, as pessoas estudam químicas a fim de poderem aplicá-la nas áreas particulares de interesse.

Sem dúvida, a química em si é também a área de interesse de muitas pessoas. Muitos estudam a química não para explicá-la a outra área, mas simplesmente para aprender, de um ponto de vista químico, mais sobre o mundo físico e o comportamento da matéria. Alguns apreciam "o que os químicos fazem" e assim decidem fazer o mesmo.

A Química é uma ciência muito útil nos mais variados domínios das atividades humanas. A investigação em química leva à produção de materiais novos, alguns bastante complexos, com tecnologias cada vez mais sofisticadas. Esses materiais resultam da transformação de substâncias já existentes, e são as respostas da Química às necessidades ecológicas, de saúde, alimentares, econômicas, etc.

Assim, na Saúde, a Química permite a produção de medicamentos ou de outras substâncias com interesse médico, colabora no estudo dos efeitos no organismo dos produtos farmacêuticos (por exemplo, o resultado da utilização prolongada de ligas metálicas em medicina dentária), possibilita a realização de análises clínicas, investiga o efeito dos aditivos alimentares.

Na Indústria, a Química contribui para o fabrico e melhoria de produtos alimentares, farmacêuticos, perfumes, cosméticos, plásticos, papel, materiais de construção, entre outros. Sem a Química não conheceríamos as técnicas de fabrico mais adequadas de todos esses produtos.

Na Agricultura e pescas, a Química proporciona a produção de rações para animais, adubos, pesticidas, herbicidas, fungicidas, etc.

Nos Serviços públicos, a Química fornece técnicas fundamentais para a criminologia (é usada nos laboratórios da Polícia Judiciária para descobrir criminosos), para a fiscalização econômica (a inspeção das atividades econômicas controla a qualidade dos alimentos vendidos nas lojas), para a segurança rodoviária (por exemplo, o teste de alcoolemia efetuado pela polícia de trânsito destina-se a medir a quantidade de álcool no sangue) e para a saúde pública (por exemplo, a verificação do estado da água das praias e das piscinas).

No Domínio do ambiente, a Química estuda a qualidade do ar que respiramos, desenvolve técnicas de despoluição das fábricas, permite analisar a qualidade das águas naturais, etc.

Na Eletrônica, a Química cria novos materiais com resistências mais baixas e, por conseguinte, sem perdas de energia por aquecimento.

Na Medicina, porque a saúde não tem preço, muitos cientistas, por todo o mundo, aplicam os seus conhecimentos na procura de: métodos de análise e de diagnósticos cada vez mais eficazes na luta contra a doença, técnicas terapêuticas mais simples e adequadas.

Na Ecologia, estudando o meio ambiente e combatendo a poluição cada vez maior, resultante da sociedade de consumo em que vivemos, propondo soluções que levem a uma Terra mais saudável.

Na Bioquímica, estudando os seres vivos e tentando descobrir como funcionam os seus órgãos, os seus tecidos, as suas moléculas biológicas, desde as mais simples às mais complexas. A investigação neste campo tem dado passos largos, sendo um complemento valioso da medicina, na luta contra as doenças.

Na Agronomia, onde a análise e o tratamento dos solos, aliados à criação de melhores adubos, permitem alimentos cada vez mais sãos.

Infelizmente, nem sempre a Química tem sido utilizada para benefício da Humanidade. Contribui, por exemplo, para produzir armas químicas. Na primeira Guerra Mundial (1914-1918), foram utilizadas armas deste tipo, que afetaram o sistema nervoso. Estas armas estão atualmente proibidas por acordo internacional. Os explosivos produzidos com a ajuda da Química conferem um poder mortífero a quem os utiliza e esses, infelizmente, continuam a ser utilizados nos mais variados conflitos humanos.

Para além desta variedade de contributos, os químicos colaboram com outros cientistas e técnicos, particularmente físicos, biólogos, geólogos e engenheiros das mais diversas especialidades.

Fonte: Russel, B. J. - Química Geral Editora McGraw - Hill do Brasil 1982 Brasil, Fiolhais, Carlos, Valadares, Jorge Silva, Luís Teodoro, Víctor Duarte Química, 8º Ano - 6ª edição, 1996 Didáctica Editora. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 2: LÂMPADA FLUORESCENTE

Estrutura e Funcionamento

Uma lâmpada fluorescente típica é composta por um tubo selado de vidro preenchido com gás argônio à baixa pressão (2,5 Torr) e vapor de mercúrio, também à baixa pressão parcial. O interior do tubo é revestido com uma poeira fosforosa

composta por vários elementos. A Tabela 1 relaciona a concentração desses elementos em mg/kg da poeira fosforosa.

Tabela 1 - Composição da poeira fosforosa de uma lâmpada fluorescente.

Elemento Concentração Elemento Concentração Elemento Concentração

Alumínio 3.000 Chumbo 75 Manganês 4.400

Antimônio 2.300 Cobre 70 Mercúrio 4.700

Bário 610 Cromo 9 Níquel 130

Cádmio 1.000 Ferro 1.900 Sódio 1.700

Cálcio 170.000 Magnésio 1.000 Zinco 48

Fonte: Mercury Recovery Services, in TRUESDALE et al.

Espirais de tungstênio, revestidas com uma substância emissora de elétrons, formam os eletrodos em cada uma das extremidades do tubo. Quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada, os elétrons passam de um eletrodo para o outro, criando um fluxo de corrente denominado de arco voltaico ou descarga elétrica. Esses elétrons chocam com os átomos de argônio, os quais, por sua vez, emitem mais elétrons. Os elétrons chocam com os átomos do vapor de mercúrio e os energizam, causando a emissão de radiação ultravioleta (UV). Quando os raios ultravioleta atingem a camada fosforosa, que reveste a parede do tubo, ocorre a fluorescência, emitindo radiação eletromagnética na região do visível. A lâmpada fluorescente mais usada é a de 40 watts (4 pés de comprimento = 1,22 m; diâmetro de 1.1/2"), embora outras de diferentes formas e tamanhos sejam também procuradas. O tubo usado numa lâmpada fluorescente padrão é fabricado com vidro, similar ao que é utilizado para a fabricação de garrafas e outros itens de consumo comum.

Os terminais da lâmpada são de alumínio ou plástico, enquanto os eletrodos são de tungstênio, níquel, cobre ou ferro. A camada branca, normalmente chamada de fósforo, que reveste o tubo de uma lâmpada fluorescente, é geralmente um clorofluorfosfato de cálcio, com antimônio e manganês (1 a 2%). A quantidade desses componentes menores pode mudar ligeiramente, dependendo da cor da lâmpada. Uma lâmpada padrão de 40 watts possui cerca de 4 a 6 gramas de poeira fosforosa.

A vida útil de uma lâmpada de mercúrio é de 3 a 5 anos, ou um tempo de operação de, aproximadamente, 20.000 horas, sob condições normais de uso.

O Problema da Reciclagem das Lâmpadas

Em localidades onde existe a separação de resíduos recicláveis, é importante manter os produtos que contêm mercúrio separado do lixo comum. Tais produtos são, freqüentemente, classificados como resíduos perigosos se excederem o limite regulatório de toxicidade (0,2 mg.L-1).

Uma vez segregados e/ou separados, os resíduos mercuriais podem, então, ser tratados objetivando a recuperação do mercúrio neles contidos. As opções de aterramento e incinerações não são as mais recomendadas. Com a finalidade de

minimizar o volume de mercúrio descarregado ao meio ambiente, a opção de reciclagem, com a conseqüente recuperação do mercúrio, é considerada a melhor solução. O principal argumento é que tecnologias comprovadamente bem sucedidas para esta finalidade já existem.

As principais empresas mundiais para reciclagem de mercúrio estão localizadas nos EUA, enquanto que os fabricantes de equipamentos estão localizados na Suécia e Alemanha. Esse último foi o precursor na fabricação de equipamentos para a desmercurização de lâmpadas fluorescentes, em meados da década de 80.

Processo de Reciclagem de Lâmpadas

O termo reciclagem de lâmpadas refere-se à recuperação de alguns de seus materiais constituintes e a sua introdução nas indústrias ou nas próprias fábricas de lâmpadas. Existem vários sistemas de reciclagem em operação em diversos países da Europa, EUA, Japão e Brasil.

Um processo típico de reciclagem inclui desde um competente serviço de informação e esclarecimentos junto aos geradores de resíduos, explicitando como estes devem ser transportados para que não ocorra a quebra dos bulbos durante o seu transporte, até a garantia final de que o mercúrio seja removido dos componentes recicláveis e que os vapores de mercúrio serão contidos durante o processo de reciclagem. Analisadores portáteis devem monitorar a concentração de vapor de mercúrio no ambiente para assegurar a operação dentro dos limites de exposição ocupacional (0,05 mg.m3, de acordo com a Occupational Safety and Health Administration -OSHA).

O processo de reciclagem mais usado e em operação em várias partes do mundo envolve basicamente duas fases:

a) Fase de esmagamento

As lâmpadas usadas são introduzidas em processadores especiais para esmagamento, quando, então, os materiais constituintes são separados por peneiramento, separação eletrostática e ciclonagem, em cinco classes distintas:

Terminais de alumínio Pinos de latão; Componentes: ferro-metálico; Vidro, Poeira fosforosa rica em Hg; Isolamento baquelítico.

No início do processo, as lâmpadas são implodidas e/ou quebradas em pequenos fragmentos, por meio de um processador (britador e/ou moinho). Isto permite separar a poeira de fósforo contendo mercúrio dos outros elementos constituintes. As partículas esmagadas restantes são, posteriormente, conduzidas a um ciclone por um sistema de exaustão, onde as partículas maiores, tais como vidro quebrado, terminais de alumínio e pinos de latão são separadas e ejetadas do ciclone e separadas por diferença gravimétrica e por processos eletrostáticos.

A poeira fosforosa e demais partículados são coletados em um filtro no interior do ciclone. Posteriormente, por um mecanismo de pulso reverso, a poeira é retirada desse filtro e transferida para uma unidade de destilação para recuperação

do mercúrio. O vidro, em pedaços de 15 mm, é limpo, testado e enviado para reciclagem. A concentração média de mercúrio no vidro não deve exceder a 1,3 mg/kg. O vidro nessa circunstância pode ser reciclado, por exemplo, para a fabricação de produtos para aplicação não alimentar. O alumínio e pinos de latão, depois de limpos, podem ser enviados para reciclagem em uma fundição.

A concentração média de mercúrio nesses materiais não deve exceder o limite de 20 mg/kg. A poeira de fósforo é normalmente enviada a uma unidade de destilação, onde o mercúrio é extraído. O mercúrio é, então, recuperado e pode ser reutilizado. A poeira fosforosa resultante pode ser reciclada e reutilizada, por exemplo, na indústria de tintas. O único componente da lâmpada que não é reciclado é o isolamento baquelítico existente nas extremidades da lâmpada.

No que se refere à tecnologia para a reciclagem de lâmpadas, a de maior avanço tecnológico é apresentada pela empresa Mercury Recovery Technology - MRT, estabelecida em Karlskrona Suécia. O processador da MRT trabalha a seco, em sistema fechado, incorporado em um "container" de 20 pés de comprimento (6,10m). Todo o sistema opera sob pressão negativa (vácuo) para evitar a fuga de mercúrio para o ambiente externo (emissões fugitivas).

b) Fase de destilação de mercúrio

A fase subseqüente nesse processo de reciclagem é a recuperação do mercúrio contido na poeira de fósforo. A recuperação é obtida pelo processo de reportagem, onde o material é aquecido até a vaporização do mercúrio (temperaturas acima do ponto de ebulição do mercúrio, 357° C). O material vaporizado a partir desse processo é condensado e coletado em recipientes especiais ou decantadores. O mercúrio assim obtido pode passar por nova destilação para se removerem impurezas. Emissões fugitivas durante esse processo podem ser evitadas usando-se um sistema de operação sob pressão negativa.

A MRT utiliza uma câmara de vácuo para o processo de destilação. Para se conseguir uma pureza de mercúrio da ordem de 99,99%, as partículas orgânicas carreadas pelos gases durante a vaporização do mercúrio são conduzidas a uma câmara de combustão onde são oxidadas.

Custos para Descontaminação de Lâmpadas

O custo para a reciclagem e a conseqüente descontaminação do gerador de resíduos depende do volume, distância e serviços específicos escolhidos pelo cliente.

Nos EUA, o custo para pequenos geradores de lâmpadas usadas varia de US$ 1.08 a US$ 2.00 por lâmpada. Para grandes geradores, o preço final é da ordem de US$ 0.36 por lâmpada de 4 pés, mais custos com frete e acondicionamento para transporte. No Brasil, uma tradicional empresa do ramo cobra pelos serviços de descontaminação valores de R$ 0,60 a R$ 0,70 por lâmpada. A esse preço, devem-se acrescentar os custos de frete (transporte), embalagem e seguro contra acidentes. O ônus envolvido no processo de reciclagem tem sido suportado, até o presente momento, pelas empresas e indústrias mais organizadas, que possuem um programa ambiental definido.

Os subprodutos resultantes do processo de reciclagem, tais como vidro, alumínio, pinos de latão e mercúrio, possuem baixo valor agregado: R$ 20,00/tonelada para o vidro; R$ 900,00/tonelada para o alumínio; R$

900,00/tonelada para o latão e R$ 0,04 a R$ 1,12/grama para o mercúrio, dependendo do seu grau de pureza.

Fonte: Mercury Recovery Services, in TRUESDALE et al. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 3: OS METAIS NA QUÍMICA BIOINORGÂNICA

Introdução

A química bioinorgânica pode ser definida como a parte da química que estuda os elementos químicos dentro do contexto especial dos organismos vivos, sejam eles essenciais à vida, ou necessários em pequeníssima escala. Os elementos são ditos essenciais quando a sua falta no organismo vai causar algum tipo de disfunção, ou vai debilitar seriamente alguma função orgânica, e a adição desse elemento vai restaurar a saúde daquele organismo. Desses elementos que o nosso organismo necessita, em grandes quantidades, sete são metais (Na, K, Mg, Ca, Fe, Cu e Zn), e outros sete são não metais (H, C, N, O, P, S e Cl).

É relativamente fácil para os cientistas demonstrarem de que forma o nosso organismo se ressente da falta, ou do excesso de cada um. Muito difícil é mostrar as necessidades do nosso organismo daqueles elementos que são necessários, aparentemente, em pequenas quantidades, os chamados elementos "traço". Por exemplo, nossa necessidade básica de selênio, um desse traço-elemento, foi determinada entre 50 e 200 microgramas/dia (mg.dia-1): a falta pode causar sérios problemas de saúde, enquanto o excesso pode levar à morte. Felizmente, nossa dieta normal nos providencia a quantidade necessária desse elemento, de forma a que não necessitamos nos preocupar com sua falta, ou excesso. Os traço-elementos mais importantes são os metais V, Cr, Mn, Co, Ni, Mo e Sn e os não metais B, F, Si, Se e I. A seguir, faremos algumas observações sobre como o nosso organismo reage com relação à bioquímica de certos metais. Os metais Alcalinos

Como mencionado na introdução, o sódio e o potássio são essenciais. Nós necessitamos de pelo menos 1g.dia-1 de sódio em nossa dieta, mas em nossa cultura ocidental, habitualmente ingerimos muito mais do que isso. De fato, é muito mais comum a deficiência de potássio no nosso organismo. O fato noticioso mais corriqueiro sobre essa deficiência vem das práticas esportivas: jogadores de futebol muitas vezes são submetidos a dietas ricas em bananas para evitar cãibras, contrações espasmódicas musculares muito doloridas. Bananas, e mesmo café, são ótimos provedores de íons potássio para o organismo. Assim sendo, o excesso de potássio no nosso organismo raramente é motivo de preocupação, ao contrário do que acontece com o sódio. Nesse caso, ele pode causar altas pressões arteriais, o que pode vir a ser fatal.

Pessoas com problemas de pressão alta, os chamados hipertensos, têm de controlar cuidadosamente a ingestão de sal, a tal ponto que o próprio mercado já coloca à disposição marcas de sal comerciais contendo até 40% menos sódio.

A função básica dos íons sódio e potássio é a de contrabalancear as cargas negativas associadas a grupos funcionais orgânicos em proteínas, além de manter a pressão osmótica dentro de nossas células, evitando que elas entrem em colapso. A pressão osmótica funciona a partir do seguinte princípio: se duas soluções aquosas, uma concentrada e outra diluída, são separadas por uma membrana semipermeável (digamos o sangue, rico em sais, separado do protoplasma da célula pela membrana citoplasmática), então a água da solução diluída vai atravessar a membrana para diluir a concentrada, para que em ambos os lados da membrana as concentrações se tornem iguais. Sem a função reguladora do sódio e do potássio, a quantidade de água no interior das células fatalmente passaria para a corrente sangüínea, causando o colapso celular, e a vida, como a conhecemos, não existiria.

Diferentemente da química inorgânica tradicional, na qual tratamos o íon sódio e o íon potássio como similares, o mundo biológico discrimina ambos de forma precisa. As células do nosso organismo bombeiam o sódio para fora do citoplasma (o protoplasma da célula, excluído o núcleo) e bombeiam o potássio para dentro, através de enzimas seletivas que contêm "cavidades" onde cabem ou o pequeno sódio, ou o grande potássio. Além do tamanho do íon, essas enzimas específicas reconhecem a quantidade de energia necessária para hidratar o íon, pois, com suas águas de hidratação, o íon não cabe na cavidade específica. Nesse caso é o sódio que sai perdendo, pois é mais difícil retirar suas águas de hidratação, de forma que a ligação do potássio com sua enzima específica são sempre favorecidas em termos energéticos.

Esse controle enzimático sobre as concentrações de sódio e potássio dentro e fora das células produz um potencial elétrico através da membrana celular que é vital para a realização de muitos dos processos básicos do organismo, como a geração dos sinais elétricos rítmicos do coração, a incessante separação de solutos tóxicos dos não tóxicos do sangue pelo fígado. A atividade elétrica do nosso cérebro também é dependente dessa troca potássio/sódio, e até nossos olhos dependem dela para manter a nossa visão, isto é, o índice de refração de nossas lentes oculares. O lítio

Embora não se conheça o mecanismo biológico preciso do íon lítio em nosso organismo, há tempos que se reconhece sua ação sobre o cérebro das pessoas: seu excesso causa vários distúrbios cerebrais, mas não se sabe ainda se a sua falta é responsável, pelo menos em parte, por levar pacientes a estados depressivos. Hoje em dia, a administração de carbonato de lítio é a forma mais segura - embora tenha de ser cuidadosamente controlada - para o tratamento de maníaco-depressivos. Aparentemente, o lítio interfere em alguns mecanismos biológicos nos quais o íon magnésio estaria envolvido, mas a sua função específica no cérebro ainda é desconhecida. Excesso de lítio no organismo pode levar a parada cardíaca, e consequentemente à morte do paciente.

Os metais alcalino terrosos

A principal função bioquímica do magnésio é a fotossíntese. A clorofila contendo magnésio, através da energia fornecida pelo sol, converte a água e o dióxido de carbono em açúcares, a fonte básica de energia dos organismos vivos, e oxigênio:

E é esse oxigênio o responsável pela imensa biodiversidade encontrada no nosso planeta. Além disso, é de se especular que, sem a energia fornecida pelos açúcares, teria sido muito difícil para a vida no planeta ter evoluído das plantas aos animais herbívoros, e, é claro, a nós mesmos. O interessante dessa necessidade da natureza pelo íon magnésio é que ele não é reativo, pois existe em um único estado de oxidação, o +2. Assim sendo, o íon simplesmente "senta" no meio da molécula (complexa!) de clorofila, como se a sua função lá fosse somente "segurar" a molécula dentro de uma determinada configuração específica. Assim, as transferências de elétrons envolvidas na fotossíntese ocorrem independentemente do íon metálico em si, mas não acontecem de forma alguma na sua ausência.

Tanto o magnésio quanto o seu irmão maior, o cálcio, estão presentes nos nossos fluidos corpóreos, mas de uma forma diferente daquela dos metais alcalinos. Naquele caso, era o grandalhão potássio que era bombeado para dentro das células e aqui é o íon cálcio que se acumula nos fluidos intracelulares, com o pequeno magnésio se acumulando dentro das células. Tanto o magnésio quanto o cálcio são essenciais aos mamíferos.

O magnésio é aparentemente essencial para o funcionamento do sistema neuromuscular. Ele é encontrado em todas as células do nosso corpo, mas em concentrações elevadas pode levar ao colapso do sistema nervoso central. Afortunadamente, os rins excretam o magnésio com muita facilidade, por isso raramente irá ocorrer o envenenamento por magnésio. Além de suas funções bioquímicas específicas, compostos inorgânicos do magnésio, como o hidróxido e o sulfato (sal de Epson) são indicados contra a acidez estomacal.

Os íons cálcio são os responsáveis pela contração muscular, como os batimentos cardíacos, e muitas variedades de cãibras podem ser relaxadas pela ingestão de cálcio. Criaturas com esqueletos internos possuem apatita nos ossos, unhas e dentes: a apatita é um composto hidroxi fosfato de cálcio muito insolúvel, de fórmula Ca5OH(PO4)3, que a baixa ingestão de cálcio, principalmente durante a infância, produz pessoas com poros nos ossos, que são mais sujeitos a fraturas, e pode levar ao problema de osteoporose na velhice. Os esqueletos externos de organismos como corais e conchas marinhas são constituídos de outro composto insolúvel de cálcio, o carbonato de cálcio. Uma parte da medicina “dita alternativa” recomenda a ingestão de pó de casca de ostras para regular o teor de cálcio no organismo de pessoas carentes, ou com deficiência no metabolismo normal desse íon. Elementos do Grupo 13

O primeiro elemento do Grupo 13 da tabela periódica, o boro, não é um metal, por isso, não discutiremos aqui o seu papel bioquímico. De fato, nem poderíamos, porque até hoje ninguém sabe ao certo como ele funciona. Sabe-se

sim que ele é imprescindível às plantas, para os quais funciona como um micronutriente.

Já sobre o alumínio, há uma pesquisa considerável, tanto no que diz respeito à agricultura como à medicina. A primeira trata o íon como sendo largamente distribuído na superfície da terra, e solos ricos em alumínio são ácidos e, portanto pobres para a atividade agrícola. Além disso, a grande maioria das plantas tem suas funções vitais, como o metabolismo celular, afetado pelo alumínio absorvido por suas raízes. O alumínio de rochas solúveis pode aumentar o teor daquele elemento, principalmente em lagos, aumentando a acidez das águas. Entretanto, não é o aumento da acidez que irá aniquilar os peixes, mas a toxicidade do próprio alumínio dissolvido. Nós humanos somos mais tolerantes, mas devemos ter certo cuidado com o alumínio. O chá, por exemplo, é rico em íons alumínio, mas a adição de umas gotas de leite, ou de suco de limão, vão tornar aqueles íons em compostos inertes. Existem antiácidos à base de compostos de alumínio, que hoje em dia não são mais recomendados.

Quase todo o desodorante contém hidroxicloretos de alumínio, que tem uma ação antibacteriana acentuada, e existe uma séria preocupação de que os vapores dos sprays de desodorantes possam levar à absorção do alumínio pelas vias nasais. Apesar de ser um elemento tóxico, muita atividade científica está sendo despendida para comprovar, ou não, a dependência da doença de Alzheimer ao metabolismo daquele íon em nosso organismo. Metais Representativos dos Grupos 12 e 14

O estanho é outro elemento que aparece como traço-elemento necessário à vida, mas sua ação bioquímica não é conhecida. Não se tem relatos de toxicidade promovida pelo elemento ou seus compostos mais simples, mas seus compostos organometálicos, como os trialquilcloretos (R3SnCl) e trialquilhidróxidos são muito tóxicos, mas bastante empregados contra ataques de fungos nas culturas do arroz e da batata. Já o elemento mais pesado do grupo, o chumbo, é talvez o mais tóxico de todos os elementos. O envenenamento por chumbo é lento, mas gradual, se a exposição do indivíduo for contínua, e há inúmeras formas de exposição, como o contato direto com a pele, ingestão e respiração em ambientes contaminados. O pai da Medicina, Hipócrates, já reconhecia os efeitos tóxicos do elemento, bem antes de Cristo, mas mesmo assim a humanidade tem feito um largo uso desse metal e de seus compostos.

Por exemplo, até o advento de tubos plásticos como o PVC na segunda metade do século passado, os encanamentos pluviais das residências eram feitos de canos de chumbo, cuja lenta corrosão certamente liberava um teor considerável do elemento, que assim entrava em contato com os residentes. Vários pigmentos de tintas a óleo, como o vermelho e o amarelo, por exemplo, são até hoje manufaturados a partir de compostos de chumbo, e residentes expostos a paredes pintadas com essas tintas estão vulneráveis à ação do metal. Aparentemente, o grande pintor Cândido Portinari teria falecido por envenenamento por chumbo, devido à sua mania de limpar a tinta de seus pincéis com a boca, atraídos talvez pelo sabor adocicado de muitos dos sais de chumbo, que em certa época no passado eram utilizados como adoçantes.

Em muitos lugares no mundo, inclusive no Brasil, ainda se emprega o organometálico chumbotetraetila para aumentar a octanagem da gasolina, e o

conseqüente aumento de rendimento dos motores à combustão. Felizmente em nosso país esse uso está quase totalmente eliminado. Com a queima desses combustíveis, literalmente milhares de toneladas do metal foram descarregadas na atmosfera do planeta, e a conseqüência disso ainda está por vir à tona. Testes analíticos em cigarros de marcas mais comuns têm evidenciado que um fumante ingere 1 mg de chumbo por cigarro fumado.

Como a imensa maioria dos compostos de chumbo carregam o íon Pb+2, assume-se que o organismo o toma pelo íon cálcio, daí a sua disseminação insidiosa por todo o corpo do indivíduo afetado. Em baixas concentrações, o chumbo causa dores de cabeça e anemia, que pode se tornar cada vez mais profunda. Em concentrações mais elevadas ele leva à falha do fígado e convulsões, com os subseqüentes danos cerebrais e, portanto, à morte.

Outro elemento metálico, praticamente tão perigoso quanto o chumbo, é o mercúrio (Grupo 12), devido à propriedade de o íon mercuroso (Hg+2) precipitar proteínas. Assim como no caso do chumbo, todos os compostos de mercúrio, considerando-se aí também o mercúrio elementar, são potenciais formadores daquele íon. Não se conhece perfeitamente os mecanismos pelos quais o mercúrio se deposita nos tecidos, mas sabe-se que ele é rapidamente apreendido (em ordem decrescente de concentração) pelo rim, fígado, baço, parede intestinal, coração, músculo esquelético e pulmão; provavelmente ainda se deposita nos ossos e nas glândulas, como na hipófise.

Os envenenamentos agudos provocado pela ingestão de sais como o cloreto de mercúrio principalmente por suicidas à época em que sais de mercúrio eram disponíveis para o preparo de soluções antissépticas, podia ser muito doloroso, pelo fato de o mercúrio precipitar toda a proteína com a qual entra em contato. O primeiro indício desse envenenamento é a cor azulada da boca e faringe do paciente, devido à precipitação do protoplasma das mucosas, acompanhada de dor intensa causada pela destruição da mucosa estomacal, provocando vômitos e diarréias sanguinolentas quando chega ao trato intestinal.

Essa reação pode ser grave o suficiente para causar um colapso circulatório no paciente, pois ajuda no distúrbio do balanço eletrolítico do organismo causado pelos outros sintomas e o paciente morre.

O envenenamento crônico pelo mercúrio ocorre quando o paciente se coloca em contato freqüente com o metal, que é líquido, portanto evapora lentamente e seus vapores podem ser então respirados, ou com seus inúmeros sais. É a esse tipo de exposição a que estão sujeitos os garimpeiros da região norte do Brasil: o mercúrio forma amálgamas com muitos outros metais, inclusive o ouro (amálgama é o termo empregado para uma liga entre dois metais, em que um deles é o mercúrio).

Assim, o ouro contido numa pepita impura formará uma liga que pode ser derramada da bateia, deixando os solos e outras impurezas para trás. Nossos garimpeiros fazem essa mistura com a mão, expondo-se ao mercúrio por contato. O ouro puro é então facilmente obtido evaporando-se o mercúrio da liga com o fogo de um fogareiro a gás, procedimento que expõe o trabalhador aos vapores do veneno, além de causar a precipitação de pequeninas gotículas do líquido em todo o meio ambiente, contaminando solos e águas. Nessas, o mercúrio pode vir a fazer parte da cadeia alimentar humana ao ser absorvido pelos peixes. Dessa forma, todo o mercúrio utilizado para a obtenção do ouro puro é perdido, e, por mais incrível que pareça, a maior parte do ouro assim conseguido é revertido na compra de mais mercúrio para dar continuidade ao

processo de extração do ouro. Os danos à saúde e ao meio ambiente devidos a esse processo de

extração são incalculáveis. Os sintomas desse tipo de envenenamento são: estomatite, colite (pela perda de proteínas do cólon na evacuação provocada pela destruição do trato intestinal), lesão renal progressiva, perda de apetite e conseqüentes distúrbios da nutrição, anemia e neurite (inflamação de nervos) periférica. Os descontroles do sistema nervoso central são evidenciados por alterações no comportamento, depressão mental, insônia e até alucinações. O eventual depósito de mercúrio nas glândulas deve ser responsável pela cegueira, paralisia generalizada, e finalmente a morte do paciente, devido à conjunção de todos esses sintomas. Ainda sobre o mercúrio, é necessário enfatizar que as suas propriedades de precipitar proteínas foram largamente utilizadas na medicina para o tratamento tópico de cortes, ferimentos, e tratamentos pós-cirúrgicos. Para tal, utilizava-se uma solução conhecida por "mercurocromo", que a partir do reconhecimento das propriedades altamente tóxicas do elemento, teve o seu uso descontinuado desde a última metade do século passado.

De fato, os sais de mercúrio foram os primeiros antissépticos e antibactericidas empregados na medicina, para lavar as mãos dos cirurgiões e instrumentos cirúrgicos, ao mesmo tempo em que outro composto orgânico venenoso, o fenol, era utilizado com os mesmos propósitos. Como os sais eram muito irritantes, começou-se a pesquisar derivados orgânicos, de fórmula mais complexa, e que poderiam liberar o íon Hg+2 de forma mais apropriada. O mercurocromo é um sal básico (contrabalanceado por íons sódio) derivado de um corante orgânico conhecido por fluoresceína. Assim, o sal de sódio da dibromidroximercurifluoresceína era solúvel em álcool e na água, proporcionando a esses meios uma intensa cor avermelhada, que para os leigos, era a responsável pela ação bactericida da solução. Tendo seu uso descontinuado, o mercurocromo deu lugar a outros derivados orgânicos de mercúrio, como o mertiolato, o sal de sódio do ácido benzóico substituído na posição 2 com o grupo -SHgC2H5, a presença do enxofre dando o sufixo "tio" ao composto.

A aplicação tópica do mertiolato em cortes na pele sempre foi muito dolorosa e irritante, e as versões modernas desse antiinfeccioso contêm um anestésico para rebater aquela ação.

No Grupo 12, é sintomático que o mais pesado cádmio também seja extremamente venenoso, e é um problema ambiental crescente, devido à composição niquel-cádmio das baterias recarregáveis, como as dos telefones celulares. Já existe uma legislação no Brasil que obriga as produtoras dessas baterias a recolherem gratuitamente esse material dos consumidores, de modo que esse metal possa ser devidamente reciclado. Entretanto, o irmão mais leve da tríade, o zinco, é um elemento essencial à vida: tanto as plantas como os animais não conseguem crescer quando submetidos a dietas pobres em zinco. Nos mamíferos, o zinco parece interferir com os processos de absorção intestinal, e, sem ele, perdem a maioria de suas funções. É interessante notar o slogan (e nome comercial) de concentrados vitamínicos de “A a Z", onde o Z significa a presença de zinco no concentrado. Farmacologicamente, o íon Zn+2 compartilha com seus parentes o poder de precipitar proteínas, e o sulfato de zinco tem um limitado emprego como emético, por causar vômitos devido à irritação que causa no estômago.

Devido à sua ação ser bem mais moderada que a dos seus parceiros pesados, compostos de zinco, principalmente o óxido, têm sido empregados, na

forma de pós, ungüentos e pastas contra doenças da pele, como eczemas, impetigem, úlceras varicosas, pruridos e outras infecções. Elementos do Grupo 15

Os elementos do grupo 15, nitrogênio e fósforo, são essenciais à vida, mas não são metálicos. Os elementos mais pesados, arsênio, antimônio e bismuto, estão entre metais e não-metais, portanto sua bioquímica não será comentada nesse artigo, a não ser uma ou outra curiosidade sobre o arsênio; no geral, tanto os elementos As, Sb e Bi são venenosos, assim como os seus compostos. A primeira curiosidade: ficou comprovado cientificamente, pela análise dos teores de arsênico nos fios de cabelo de Napoleão, que ele morreu por envenenamento, causado por derivados de um arseneto de cobre, antigamente utilizado para dar cor verde a papéis de parede: quanto mais doente ele ficava, mais tempo passava na cama, exposto ao ambiente hostil.

O arsênio já era utilizado com finalidades terapêuticas pelos gregos e romanos, e era o instrumento favorito dos envenenadores profissionais na Idade Média, e, se não fosse pelos esforços dos químicos, ele e seus compostos continuariam sendo apenas mais uma coleção de substâncias tóxicas. O arsênio no organismo reage com as sulfidrilas (grupos - SH) das células e enzimas responsáveis pelo desenvolvimento das ações celulares, sendo, portanto venenoso para todos os tipos de células vivas. Ele é provavelmente um dos mais poderosos venenos capilares: os vasos dilatam-se ao máximo e perdem sua impermeabilidade às proteínas, permitindo o escapamento do plasma sanguíneo por todos os limites do sistema circulatório, portanto afetando todos os órgãos do corpo. Além disso, o coração não pode manter a pressão arterial, sobrevindo rapidamente uma condição de coma.

Os esforços dos químicos: antigamente, os médicos não tinham como combater infecções, e os pacientes simplesmente morriam. Mas em 1863 um cientista francês notou que um composto de arsênio era tóxico a alguns microorganismos. Seguindo daí, o alemão Paul Erhlich preparou e testou mais de 600 compostos de arsênio, até encontrar aquele (o de número 606) que seletivamente destruía os organismos causadores da sífilis, àquela época incurável, causando dores generalizadas, demência e morte. Como doença sexualmente transmitida, a sífilis era uma doença muito comum até meados do século 20, e existe até hoje em várias partes do Brasil, tanto em cidades grandes como no interior do país. A partir desse trabalho pioneiro, compostos inorgânicos e orgânicos de arsênio tem ampla aplicação no tratamento da sífilis e outras doenças provocadas por protozoários, como a triponemíase e a tripanossomíase. Erhlich empresta hoje em dia o seu nome a certas classes de tumores carcinogênicos (Tumores Ascíticos de Erhlich), e pode ser considerado, pelo seu trabalho com o arsênio e seus compostos, como o introdutor da moderna quimioterapia na medicina.

Costuma-se dizer que, em quantidades de matéria que já podem ser efetivamente medidas, o arsênio já é fatal. Mesmo assim, e por incrível que pareça, nosso organismo parece necessitar de uma ínfima quantidade dele para mantermos uma vida saudável.

Os metais de Transição

Um grande número de metais de transição está envolvido diretamente com processos bioquímicos essenciais, como o ferro e o cobre como primeiros exemplos, ou então estão tendo seus compostos utilizados como quimioterápicos, como a platina (na forma de cisplatina, Cl2Pt(NH3)2) e, mais recentemente, organometálicos de ródio e titânio. O ferro ocorre na hemoglobina, causando-lhe a cor avermelhada que ela empresta ao sangue e é responsável pela respiração. Compostos inorgânicos, como cianetos e o monóxido de carbono reagem com aqueles centros metálicos, impossibilitando a coordenação a eles das moléculas de oxigênio do ar, o que causa a morte por asfixia do indivíduo ou animal sujeito a altas concentrações daqueles compostos.

Como se sabe, o monóxido de carbono emitido pela descarga de veículos automotores é o pior problema ambiental em nível de chão em uma cidade grande. Outros metais também parecem contribuir com processos respiratórios de animais e plantas, entre eles o cobre (o equivalente da hemoglobina, a hemocianina de certos crustáceos contém cobre em vez de ferro, o que faz o sangue daqueles organismos tomarem a cor azulada característica), o molibdênio, cuja presença nos parceiros da hemoglobina na respiração humana foi recentemente comprovada, e o vanádio, responsável por processos semelhantes em alguns tipos de algas.

O manganês aparentemente é também necessário para o correto funcionamento dos órgãos sexuais dos mamíferos, e o alto teor encontrado nos ossos sugere que seja também indispensável à prevenção da osteoporose. O cobre por sua vez é também indispensável ao organismo dos mamíferos por estar associado aos processos de produção da hemoglobina, e nas plantas em geral, por ter um papel preponderantemente catalítico na formação da clorofila. Conclusão

Tanto entre os metais representativos quanto entre os de transição, existem exemplos de íons metálicos que são indispensáveis à vida. É provável que em todos os processos bioquímicos tais íons metálicos estejam envolvidos, direta ou indiretamente, e o conhecimento de suas propriedades e funções nos organismos vivos é o que busca a parte da química chamada de química bioinorgânica.

Essa é uma ciência de desenvolvimento relativamente recente, embora o uso de compostos inorgânicos em medicina remonte aos tempos da alquimia, e cujo crescimento está relacionado à nossa necessidade de conhecer melhor os nossos próprios processos biológicos e os processos que ocorrem na natureza em geral. Em uma última e ampla análise, a nossa saúde e a saúde do nosso planeta estão diretamente relacionadas aos processos bioinorgânicos, de forma que não é necessário enfatizar demais a importância dessa nova ciência.

Nesses nossos tempos de desenvolvimento do conhecimento genético e da biotecnologia associada, a bioinorgânica passará a ter um valor agregado ainda maior. Será possível no futuro, desenvolver plantas geneticamente modificadas para que não absorvam o alumínio ou outro íon perigoso do solo, diminuindo a toxicidade e ao mesmo tempo aumentando a produtividade de culturas feitas em terras pobres, caso o mecanismo da absorção dos diversos íons pelas raízes das plantas sejam bem compreendidos. Já é disponível a tecnologia de se utilizar

leveduras, "fermentos" biológicos, para a remoção de metais pesados, como o cobre, de locais contaminados: as leveduras de fato se alimentam do cobre, digerindo-o. A posterior destruição daqueles organismos permite a recuperação do metal e a sua reciclagem. Várias outras tecnologias relacionadas estão sendo desenvolvidas por grupos do mundo inteiro.

Finalmente, como apontado no texto principal, é indispensável uma melhor compreensão daqueles processos bioinorgânicos envolvendo metais que não ocorrem nos seres vivos, mas que podem (e alguns deles o são) utilizados farmacologicamente para o tratamento de moléstias, e daqueles que são simplesmente tóxicos e cuja intoxicação poderá ser controlada e revertida, e ainda daquele traço-elemento cujas funções vitais ao homem e ao meio ambiente vivo são ainda desconhecidas. O trabalho dos bioquímicos inorgânicos certamente é imenso, mas suas recompensas certamente serão proporcionais. Fonte: Stanlei Ivair Klein, Grupo de Química Geral da UneSP – IQ, (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 4: O VIDRO

Ele é belo, decorativo e suave de ser tocado. O vidro pode ser considerado como uma das mais belas invenções do homem. Sua descoberta data de muito tempo; há duas versões para sua descoberta: a primeira sugere que um oleiro do antigo Egito tinha uma enorme partida de vasos a entregar. Malandramente, nosso amigo quis acelerar a secagem da argila fazendo uma enorme fogueira ao redor dos vasos. Com o tempo, nosso oleiro notou que alguns vasos "cintilavam" e ele atribuiu isso ao fato de estar ventando um pouco e alguma areia era jogada nos vasos. Experimentando, ele foi manualmente adicionando mais areia até que chegou até utilizar somente areia, obtendo assim, o vidro.

Outra suposição é a de que os fenícios descobriram o vidro durante os longos acampamentos nas praias, e o local onde ficavam as fogueiras que aqueciam os viajantes acabava por ficar com uma "placa" de um material fundido e brilhante.

Bom, qual das duas estórias é a verdadeira não se sabe. Fica aqui mais um mistério da humanidade.

Costuma-se definir o vidro como sendo composto, geralmente, por silicatos, transparentes e amorfos, capazes de serem trabalhados a quente. Muito bom, mas não nos diz muita coisa, não é? Na verdade os cientistas chegaram à conclusão de que nem se pode rotular o estado físico do vidro (líquido, sólido ou gasoso) de modo convencional, por causa de suas singularidades. Costuma-se dizer que o vidro é um líquido super-resfriado, mas sem que tenha entrado no estado sólido como os demais elementos ou substâncias. De qualquer forma, atribui-se a ele a qualidade de fluído.

O vidro é formado devido ao resfriamento de sílica (dióxido de silício ou SiO2) fundida - sob a forma de areia - com alguns aditivos, que, em geral, são calcários e carbonatos. O vidro pode ser fabricado apenas de areia composta de sílica cristalina, também conhecida como quartzo. O único problema é que o

ponto de fusão dessa mistura chega a cerca de 1700ºC (um pouquinho alto né?). Este tipo de vidro é utilizado em laboratórios, mas vamos falar nele daqui a pouco. Trabalhar com este tipo de vidro no dia-a-dia é extremamente incômodo, por razões óbvias; por isso, costuma-se adicionar cerca de 10% de carbonato de cálcio e 15% de carbonato de sódio (CaCO3 e Na2CO3, respectivamente), abaixando, assim, o ponto de fusão para cerca de 850ºC.

O tipo de vidro obtido durante a fabricação depende dos compostos que são adicionados. Por exemplo, se for adicionado certa quantidade de óxido ferroso (FeO), obteremos um vidro de tonalidade esverdeada. A coloração âmbar (a da garrafa de cerveja) é obtida pela adição de uma mistura de carbono, enxofre e ferro. Se, ao contrário, desejarmos que o vidro seja incolor, devemos adicionar substâncias descorantes, como pequenas quantidades de selênio e óxido de cobalto. Tudo muito bem, tudo legal, mas como é que se faz mesmo o vidro?

Bom, os processos mais antigos de fabricação resumem-se na fundição do material, sua laminação em seguida do polimento. Outro método mais comum consistia em tomar uma determinada quantidade de material fundido na extremidade de um tubo de metal e a posterior modelagem, através do sopro feito na outra extremidade do tubo, de um globo de vidro que, a seguir, era girado na extremidade do bastão em questão formando uma espécie de disco. Também costumava-se executar o sopro de modo que o vidro se expandia dentro de um molde, afim de adquirir um formato específico.

Atualmente, obtemos o vidro chamado "cristal" - utilizado onde se necessite de que a luz o atravesse completamente e sem desvios ou onde os desvios da luz se façam de maneira uniforme (espelhos) - através do método "Float". Neste método, o vidro fundido passa por cima de uma camada de estanho fundido, de modo a ficar liso e reto. Obtido desse modo, as espessuras do vidro podem variar de 2,5 milímetros até cerca de 25 mm.

Na construção civil, faz-se uso de dois vidros especiais, também chamados de "vidros de segurança": O vidro temperado, erroneamente chamado de Blindex (Blindex é o nome de uma das empresas que o comercializam) e o vidro laminado. a. Vidro Temperado - Possui este nome não por receber azeite, sal e vinagre em sua composição, mas sim por receber um tratamento térmico chamado "têmpera". A têmpera consiste em submeter o vidro a um alto aquecimento, onde ele chega a amolecer, e resfriá-lo rapidamente com ar comprimido. Este choque térmico faz com que apareçam forças internas deixando o vidro mais resistente. O curioso é que a força do vidro temperado se localiza no meio da peça. Ele é mais frágil nas extremidades; por isso, se você chegar a dar uma cabeçada num vidro desse tipo, procure fazer bem no meio; assim, o risco dele se partir e te ferir serão menores. Aliás, se alguém for idiota o bastante para fazer este tipo de teste merecerá o ferimento... O vidro temperado é amplamente usado em boxes no banheiro, tampos de mesas, entradas de prédios e de agências bancárias, pratos do tipo "duralex" (outra marca comercial) entre outras. b. Vidro Laminado - Este vidro de segurança consiste em diversas lâminas de vidro comum, entremeados com uma película do polímero Polivinil Butiral, que são aquecidos e prensados. Este "sanduíche" faz com que, ao se quebrar, o polímero não permita que o vidro se parta. Parabrisas de automóveis, vidros de janelas em prédios altos (impedindo que alguém venha a cair) e até mesmo

vidros à prova de balas são feitos com este tipo de vidro. A espessura do "sanduíche" é que estipulará qual o calibre máximo que o vidro poderá agüentar sem se romper completamente. Ou seja, se o vidro de seu carro for protegido contra uma bala calibre .22 e o ladrão estiver portando uma magnum .44, é melhor entregar o veículo e todo o seu dinheiro. Aliás, é melhor entregar tudo de qualquer forma...

Em laboratórios, necessita-se que os vidros empregados tenham um grau de pureza maior. É o caso dos vidros ópticos e oftálmicos. Estes vidros (do tipo "cristal") devem ser perfeitamente homogêneos, sem que haja nenhuma deformação, estria ou mancha. Qualquer desvio durante a fabricação, em termos de composição química ou tratamento térmico, poderá causar muitos problemas à saúde, caso esse vidro venha a ser utilizado como lente de óculos para correção de um problema oftalmológico. Para tanto, a areia empregada deverá de máxima pureza, podendo receber aditivos como óxidos de cálcio, sódio, potássio, bário ou magnésio.

Em laboratórios de química, utilizam-se muito as chamadas "vidrarias". São equipamentos feitos com o chamado vidro "Pyrex" (mais uma marca comercial, para variar). Recipientes como pipetas, provetas, bécheres etc são feitos desse material. Sabe-se que o vidro é um péssimo condutor de calor. Se pusermos a extremidade de um bastão de vidro em contato com uma chama, poderemos segurar a outra extremidade com a mão sem o auxílio de luvas que não sofreremos queimaduras (mas, evitem fazer testes desnecessários sem um acompanhamento de um profissional da área, sim?). Bom, se eu derramar água fervente sobre uma placa de vidro, a camada superficial sofrerá uma rápida dilatação, certo? Acontece que, sendo péssimo transmissor de calor, a parte debaixo desta placa não sofrerá dilatação, por não ter sofrido aquecimento; e daí, vocês mesmos podem deduzir o que vai acontecer: o vidro estoura! Para contornar isso, costuma-se adicionar certas substâncias que impeçam, ou pelo menos, diminuam o coeficiente de dilatação do vidro. Algumas dessas substâncias são o ácido bórico (H3BO3) e o óxido de alumínio ou alumina (Al2O3). Esses são os compostos que dão resistência ao vidro Pyrex.

Ainda há os chamados "vidros de quartzo", onde é utilizada sílica praticamente pura, obtida dos cristais de rocha. Muito mais resistentes (e mais caros também) que os do tipo Pyrex. Utilizados para análises onde se necessite de um vidro que sirva como filtro de freqüência para espectrofotômetros.

Fonte: sites: Química 10, Tio Cesar, Química web - UFSC, Qui Procura.

(http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem001.asp) Acesso em: 15/06/2010.

Texto 5: REVOLUÇÃO DA NATUREZA E OS TIPOS DE POLUIÇÃO

Colégio Expoente Boa Vista - Curitiba - 2002

Desde o início da Revolução Industrial, jogamos 271 bilhões de toneladas de carbono na atmosfera e criamos outros poluentes, que continuam maculando o ar, a terra e a água. Está na hora de outra revolução.

A formação de chuvas ácidas é um fenômeno moderno originado a partir do grande desenvolvimento dos centros urbanos, altamente industrializado. Com a liberação de poluentes no ar, há a combinação destes poluentes, dióxido de enxofre e o óxido de nitrogênio, com o vapor de água obtido pela evaporação e o oxigênio existente na atmosfera, acumulando em nuvens "tóxicas", ocorrendo assim sua condensação. Através da eletricidade gerada do choque entre nuvens, os elementos poluentes entram em reação química, formando compostos ácidos, ácido nítrico e sulfúrico, que mais tarde serão precipitados.

A precipitação deste tipo de chuva sobre as áreas de mananciais pode acarretar em larga intoxicação das populações que destes mananciais se servem. Problemas de saúde, desmatamento, extermínio de áreas agrícolas atingidas, ação destruidora em monumentos históricos, nas áreas onde são precipitadas, dentre outras. Para prevenir a ocorrência deste mal, deve-se diminuir a quantidade de poluentes emitidos na atmosfera, fato este discutido pelo tratado de Kyoto, que como outras leis ambientais, não se tornou tão efetivo. Medidas paliativas podem ser tomadas, como a utilização de transporte coletivo, preferência por energia renovável, entre outras.

O desenvolvimento industrial ocorrido no século XIX desencadeou um aumento nos índices de emissão de gases poluentes na atmosfera, visto que a primeira fonte de energia utilizada nos primórdios da Revolução Industrial foi o carvão, composto químico derivado do carbono altamente prejudicial ao meio ambiente. Devido a isso, nota - se, que a maior parte da poluição do ar é produzida como resultado da queima de combustíveis fósseis - fontes de energia que movem diversas economias no planeta, principalmente as asiáticas. Sabe-se que esses combustíveis foram formados durante milhares de anos a partir de plantas e animais mortos. Assim os depósitos que se formavam eram cobertos por outras rochas e comprimidos, os quais se mantiveram até então intactos.

Desta forma, a partir da liberação de dióxido de enxofre (SO2) e de óxido de nitrogênio (NO) pelas indústrias, veículos e usinas energéticas houve a formação de nuvens por meio do processo de evaporação, em que se combinavam os poluentes à água, ao oxigênio e ao oxidante, sendo que com a eletricidade gerada pelo choque entre nuvens ocorre uma reação química obtendo como resultado dessa, a formação de ácido nítrico e sulfúrico que mais tarde serão precipitados. Com ventos fortes, a área contaminada pode abranger até 3750 km de distância da fonte geradora da poluição do ar. Assim a chuva, neve, neblina e, até mesmo, partículas secas com alta concentração de ácidos em sua composição, conhecida como chuva ácida, é um dos grandes problemas ambientais do mundo contemporâneo.

A primeira evidencia ocorreu em 1960, quando começaram a ser observadas na Inglaterra e na Escócia as "chuvas negras", escurecidas por substâncias poluentes, embora a termologia só fora empregada cerca de dez anos depois.

Durante a década de 90, os países industrializados do Hemisfério Norte, sobretudo Estados Unidos, Canadá e Japão, lançaram cerca de 34 milhões de toneladas de dióxido de enxofre por ano, visto que cerca de 35% do ecossistema europeu ficou comprometido, por conseguinte, grande parte da chuva ácida que precipita - se sobre a Escandinávia tem origens da Europa do

oeste. De acordo com estudos científicos realizados esses níveis devem triplicar até 2010, por conseqüência da aceleração da economia mundial e produção industrial que envolve o consumo crescente de combustíveis fósseis. Em 1999, uma notícia foi marcante para os ecologistas, foi descoberta uma nuvem de 3 km de espessura, sobre o Oceano Índico, prejudicando a Ásia por impedir a passagem dos raios solares provocando o fenômeno da chuva ácida.

Como a ação das chuvas ácidas vem atingindo patrimônios da humanidade, por exemplo, catedrais européias e o Coliseu, em Roma. No entanto, apesar da água por si só não possuir natureza ácida, aliás, é neutra, quando reagidos com elementos tóxicos ela se acidifica.

Desta forma, detectou-se que a chuva ácida possui um pH entre 2,0 e 5,5, por isso provoca a corrosão. O método mais prático de se medir a acidez da água é mergulhar nela a ponta de um papel embebido em uma substância indicadora de pH (tornassol, fenolftaleína e outras) e comparar a cor que ele fica com uma escala indicadora.

Algumas medidas de parâmetro provisório foram testadas para resolver o problema da acidez das águas com a adição de cal (elemento alcalino) para tentar neutralizar o ácido contido neles. Entretanto, a solução eficaz encontrada consiste em reduzir a emissão de poluentes, substituindo por fontes alternativas não poluentes.

Os efeitos da chuva ácida podem afetar tanto o homem quanto o meio ambiente em que estão, uma vez que ela libera metais pesados no solo que atingem mananciais de fornecimentos públicos e rios populações de peixes e outras vidas aquáticas, importantes para a biosfera, causando o efeito denominado magnificação trófica. Além disso, ela pode causar desmatamentos e abrir clareiras matando a vegetação local prejudicando o sistema de raízes e dificultando a absorção de água e nutrientes do solo, conseqüentemente, afetando o crescimento das sementes e a decomposição das plantas, já por conquanto na agricultura sua ação é mais intensa, uma vez que as plantas possuem homogeneidade de forma e tamanho. Sobretudo ela prejudica a base da cadeia alimentar fazendo com que as populações de pássaros reduzam suprimento de comida dos pássaros é destruído quando a chuva ácida mata os insetos.

Estes impactos ambientais poderiam ser evitados através das devidas providências: utilizar transportes coletivos, assim diminuindo o tráfego nas grandes metrópoles; buscar energias alternativas com menor grau de poluição; como hoje o carvão, o petróleo e o gás natural são utilizados para suprir 75% dos gastos com energia há também a necessidade de conservar energia e evitar a utilização de energia proveniente de usinas termelétricas e empregar combustíveis com baixo teor de enxofre; a existência de uma rigorosa legislação antipoluição, que obrigue as fábricas a instalarem filtros nas suas chaminés, a tratar os seus resíduos e a usar processos menos poluentes; penalizações para as indústrias que não estiverem de acordo com as Leis; criação de dispositivos de controle de poluição em geral; vistoria nos veículos automotores para retirar de circulação os desregulados e nos modelos mais antigos a exigência de instalação de filtros especiais nos escapamentos; aplicação de rodízio de carros diariamente, já em vigor em São Paulo; investimentos nas fontes alternativas de energia e na elaboração

de novos tipos de combustíveis como o álcool vegetal (carros), extraído da cana-de-açúcar e do eucalipto, e do óleo vegetal (substitui o óleo diesel e o combustível para a aviação), extraído da mamona, do babaçu, da soja, do algodão, do dendê e do amendoim; melhor planejamento das cidades, buscando a harmonia entre a natureza e a urbanização; maior controle e fiscalização sobre desmatamentos e incêndios nas matas e florestas; campanhas de conscientização da população para os riscos da poluição; e ainda cooperação com as entidades de proteção ambiental.

A respeito de projetos ambientais podemos citar o Greenpeace, que é a mais famosa ONG do mundo, a qual defende a alternativa da Produção Limpa, conceito que inclui desde o questionamento da necessidade de determinados produtos até a proibição de tecnologias e compostos tóxicos, a implantação de métodos e materiais de produção limpos e seguros, assim obtendo um desenvolvimento sustentável.

Outro exemplo corresponde ao Protocolo de Kyoto, assinado em 1997, na cidade japonesa de Kyoto, que visava a redução da emissão de gases poluentes por parte de países industrializados. Todos os países aceitaram tal medida, exceto os Estados Unidos, o qual é responsável por 25% do total. Além disso, a sua população emite 20,3 toneladas de dióxido de carbono por habitantes. Desde o momento da regulamentação do Protocolo de Kyoto aumentou - se a poluição do ar, mostrando - se uma atitude ineficaz, como todas as outras tentativas de preservação ambiental.

Embora a legislação brasileira seja uma das mais avançadas legislações sobre meio ambiente do mundo, muitos dos princípios estabelecidos não são respeitados pela sociedade, como também por outras nações desenvolvidas. Entretanto pela falta de fiscalização e da ausência de participação da sociedade devido a escassez de canais essas leis continuam se mantendo apenas no "papel" e não se concretizando na prática, apesar da sua reconhecida importância para o Planeta. Tal dispositivo começou a ser elaborado na década de 80, quando surgiram movimentos sociais e grupos ambientalistas começaram a se infiltrar nos governos e poderes públicos. Então, surgem as Áreas de Proteção Ambiental (APAS) e o Estatuto do Tombamento. Posteriormente, a ECO-92 e a Convenção da Biodiversidade impõem aos países a necessidade de regulamentação legal de uma série de princípios em áreas como biodiversidade, florestas, clima e recursos hídricos, entre outras.

Logo, a preservação ambiental tanto em nível do Brasil quanto global se trata de um tema altamente discutido na sociedade contemporânea, uma vez que se detém o conhecimento a respeito do valor significativo do equilíbrio dos ecossistemas. No entanto esse equilíbrio vem sem interrompido pela ação do homem, o qual tem como grande desafio a união do desenvolvimento ao progresso.

EFEITO ESTUFA

A Terra recebe constantemente energia do Sol, principalmente na forma de luz ou radiações visíveis. Uma parte dela é absorvida pela superfície terrestre, enquanto outra parte é refletida pela própria superfície, na forma de radiações infravermelhas (não-visíveis). Uma quantidade dessas radiações infravermelhas,

por sua vez, é absorvida pela atmosfera, e o restante é emitido de volta para o espaço.

Essa distribuição de energia solar é natural e permite que a superfície da Terra apresente temperatura média de 15°C. Qualquer alteração na quantidade de energia envolvida nesse processo acarretará mudanças no nosso clima. O gás carbônico (CO2), presente no ar, tem a propriedade de absorver radiações infravermelhas, agindo como um "cobertor" e evitando que as radiações escapem para o espaço.

No entanto, a concentração de CO2 na atmosfera tem aumentado de maneira significativa, existindo previsões científicas de que ela pode dobrar até o final deste século. Esse aumento afetaria o clima do mundo, podendo provocar o derretimento do gelo das calotas polares e elevar o nível dos oceanos de 5 a 6 metros, o que inundaria várias regiões costeiras e produziria um aumento de até 5°C na temperatura da superfície da Terra. Dessa maneira, pode-se concluir que, quanto maior for a concentração de CO2

na atmosfera, maior será a absorção de energia de radiações infravermelhas, o que acarretará maior aquecimento da Terra e aumento descontrolado do efeito estufa.

POLUIÇÃO

A poluição pode afetar também o solo e dificultar seu cultivo. Nas grandes aglomerações urbanas, o principal foco de poluição do solo são os resíduos industriais e domésticos. O lixo das cidades brasileiras, por exemplo, contém de setenta e a oitenta por cento de matéria orgânica em decomposição e constitui uma permanente ameaça de surtos epidêmicos.

O esgoto tem sido usado em alguns países para mineralizar a matéria orgânica e irrigar o solo, mas esse processo apresenta o inconveniente de veicular microrganismo patogênico. Excrementos humanos podem provocar a contaminação de poços e mananciais de superfície. Os resíduos radioativos, juntamente com nutrientes, são absorvidos pelas plantas. Os fertilizantes e pesticidas sintéticos são suscetíveis de incorporar-se à cadeia alimentar. Fator principal da poluição do solo é o desmatamento, causa de desequilíbrios hidrogeológicos, pois em conseqüência de tal prática a terra deixa de reter as águas pluviais. Calcula-se que no Brasil sejam abatidos anualmente trinta mil quilômetros quadrados de florestas, com o objetivo de obter madeira ou áreas para cultivo. Poluição da água

Considera-se que a água está poluída quando não é adequada ao consumo humano, quando os animais aquáticos não podem viver nela, quando as impurezas nela contidas tornam desagradável ou nocivo seu uso recreativo ou quando não pode ser usada em nenhuma aplicação industrial.

Os rios, os mares, os lagos e os lençóis subterrâneos de água são o destino final de todo poluente solúvel lançado no ar ou no solo. O esgoto doméstico é o poluente orgânico mais comum da água doce e das águas costeiras, quando em alta concentração. A matéria orgânica transportada pelos esgotos faz proliferar os microrganismos, entre os quais bactérias e protozoários,

que utilizam o oxigênio existente na água para oxidar seu alimento, e em alguns casos o reduzem a zero. Os detergentes sintéticos, nem sempre biodegradáveis, impregnam a água de fosfatos, reduzem ao mínimo a taxa de oxigênio e é objeto de proibição em vários países, entre eles o Brasil.

Ao serem carregados pela água da chuva ou pela erosão do solo, os fertilizantes químicos usados na agricultura provocam a proliferação dos microrganismos e a conseqüente redução da taxa de oxigênio nos rios, lagos e oceanos. Os pesticidas empregados na agricultura são produtos sintéticos de origens minerais, extremamente recalcitrantes, que se incorporam à cadeia alimentar, inclusive a humana. Entre eles, um dos mais conhecidos é o inseticida DDT. Mercúrio, cádmio e chumbo lançados à água são elementos tóxicos, de comprovado perigo para a vida animal.

Os casos mais dramáticos de poluição marinha têm sido originados por derramamentos de petróleo, seja em acidentes com petroleiros ou em vazamentos de poços petrolíferos submarinos. Uma vez no mar, a mancha de óleo, às vezes de dezenas de quilômetros, se espalha levada por ventos e marés, e afasta ou mata a fauna marinha e as aves aquáticas. O maior perigo do despejo de resíduos industriais no mar reside na incorporação de substâncias tóxicas aos peixes, moluscos e crustáceos que servem de alimento ao homem. Exemplo desse tipo de intoxicação foi o ocorrido na cidade de Minamata, Japão, em 1973, devido ao lançamento de mercúrio no mar por uma indústria, fato que causou envenenamento em massa e levou o governo japonês a proibir a venda de peixe. A poluição marinha tem sido objeto de preocupação dos governos, que tentam, no âmbito da Organização das Nações Unidas, estabelecerem controles por meio de organismos jurídicos internacionais.

A poluição da água tem causado sérios problemas ecológicos no Brasil, em especial em rios como o Tietê, no estado de São Paulo, e o Paraíba do Sul, nos estados de São Paulo e Rio de Janeiro. A maior responsabilidade pela devastação da fauna e pela deterioração da água nessas vias fluviais cabe às indústrias químicas instaladas em suas margens. Fonte: Jorge Derbly. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Para as turmas dos 2º anos, foram selecionados cinco textos:

COMO O AÇO INOXIDÁVEL ENFERRUJA?

Com o estudo deste texto poderemos mostrar aos nossos alunos o trabalho de

pesquisa dos Químicos em busca de melhorar a qualidade dos produtos utilizados

em nosso cotidiano.

Como o assunto principal neste texto é a oxidação, pode-se trabalhar o conteúdo

de oxidação e redução.

QUÍMICOS DESENVOLVEM BATERIA BIOLOGICA

Esse texto relata um assunto importantíssimo, a busca de novos produtos para

melhorar a qualidade de vida da humanidade. Mesmo porque a evolução dos

produtos eletrônicos como celular, notebook e outros se dão por causa da

descoberta de novas pilhas ou baterias.

Fica claro que se pode aproveitar o texto para trabalhar o conteúdo de

eletroquímica, dando ênfase as reações de oxirredução, pilhas e baterias.

CATALISADORES AUTOMOTIVOS

Esse texto é mais um que serve para mostrar que os Químicos desenvolvem

produtos para melhorar a qualidade de vida da humanidade, pois os catalisadores

automotivos diminuem o impacto dos gases nocivos liberados na atmosfera.

Estudando este texto pode-se trabalhar o conteúdo de cinética química,

velocidade da reação, fatores que influenciam a velocidade da reação, superfície de

contato, teoria da colisão, pressão, temperatura, catalisadores e inibidores.

O pH NO NOSSO CORPO

O texto relata a importância de controlar o pH de nosso corpo, pois o nível de pH

dos nossos líquidos internos afeta todas as células. Desequilíbrio extenso de

qualquer tipo de ácido pode acabrunhar nosso corpo.

Com este texto pode-se enfatizar o conteúdo de equilíbrio químico, equilíbrio

químico em meio aquoso e pH.

RADIOATIVIDADE

O assunto abordado neste texto retrata a história da radioatividade, quais foram

os cientistas que deram origem ao estudo dessa área de conhecimento, descoberta

das partículas radioativas e as mais recentes aplicações práticas da radioatividade.

Fica claro que, ao estudarmos este texto com nossos alunos o assunto a ser

desenvolvido em sala de aula será a radioatividade.

Os textos citados seguem abaixo:

Texto 1: COMO O AÇO INOXIDÁVEL ENFERRUJA?

A corrosão no aço começa nas pequenas ilhas de enxofre

Todos os anos, milhões de dólares são gastos com o reparo de estruturas de aço que - embora sejam "inoxidáveis" - acabam enferrujando. A oxidação é um problema que atinge a construção civil, naval, a medicina e outras áreas.

Os químicos ainda estão longe de formular uma maneira completamente eficaz contra a corrosão, mas ao menos nesta semana eles descobriram como ela inicia em chapas de aço inoxidável. Um trabalho publicado em um dos últimos exemplares da revista Nature pôs fim a este mistério.

O aço torna-se inoxidável porque o ferro é forjado com cromo - um filme de óxido de cromo se forma na superfície do metal protegendo-o contra a ferrugem. Mesmo riscado, o óxido de cromo volta a surgir, pois o metal está impregnado no ferro. Entretanto, esta capa protetora é muito fina - apenas alguns nanômetros de espessura. "It's not an inch of stainless steel that stands between you and disaster - it's a hundred nanometres of chromium oxide", diz David Willians da University College London, um dos autores do trabalho. Ele e seus colegas descobriram que a oxidação inicia ao redor de pequenas "bolsas" de sulfeto - um contaminante - no metal. Se água ou, principalmente, água salgada, atingir uma destas bolsas de enxofre ocorre uma reação que produz ácido concentrado, capaz de dissolver o metal.

Os compostos de enxofre são impurezas do aço e, mesmo após extrema purificação, ainda residem no metal em "ilhas" de alguns nanômetros de diâmetro. E são estas ilhas de enxofre que fornecem combustível para o início da oxidação do aço. Esta descoberta "answers questions that have been evading people for many, many years", diz o pesquisador de corrosão Hugh Isaacs do Brookhaven National Laboratory em Upton, New York.

As técnicas usadas hoje para tornar o aço menos vulnerável são todas muito caras: adição de outros metais, como molibdênio ou titânio, ou ainda incremento na quantidade de cromo. Estes métodos economicamente inviáveis só têm aplicação em aço de alta qualidade para ambientes extremamente corrosivos, como implantes cirúrgicos.

A nova descoberta pode apontar caminhos mais baratos para resolver o problema. Agora, ao menos, já conhecemos a moléstia - falta encontrar a cura! Fonte: Química web (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 2: QUÍMICOS DESENVOLVEM BATERIA BIOLÓGICA

Novos implantes terão pilhas que se aproveitam da energia do metabolismo humano.

As reações metabólicas são acompanhadas da liberação de energia. São, na maioria, reações exotérmicas. Químicos da University of Texas (Austin) criaram uma bateria em miniatura que é movida pelos fluidos corpóreos e produz energia suficiente para fomentar biosensores que controlam a nossa saúde.

De fato, a biofuel cell (célula de biocombustível) converte diretamente em eletricidade a energia produzida quando a glucose reage com o oxigênio durante o metabolismo (oxidação da glucose). A pilha é implantada em contato íntimo com fluídos ricos em glucose, tal como sob a pele ou próximo à coluna vertebral, por exemplo.

O desafio não foi apenas o de aproveitar a energia vinda da oxidação da glucose; para serem operacionais, essas baterias precisam ser resistentes a condições inóspitas: alta temperatura (37°C), pH corpóreo, alta força iônica e a presença de várias enzimas e anticorpos capazes de danificar a bateria. Além disso, as baterias devem ser aptas a produzir potenciais e corrente suficientes. Adam Heller, um dos químicos responsáveis pela invenção, acredita que suas baterias preenchem todos estes requisitos. Cada bateria tem cerca de 2 cm de comprimento, são dois filamentos milimétricos de fibra de carbono cobertos com catalisadores para a reação de oxidação da glucose. Quando uma molécula de glucose encontra um filamento de carbono, a reação ocorre e a bateria captura os elétrons que percorrem o circuito eletrônico da bateria.

A bateria já está sendo testada, mas ainda não pode ser usada na medicina; ocorre que a reação produzida no eletrodo pode resultar em produtos laterais e, algumas vezes, tóxicos. "I very much expect that we will need to clean up the chemistry," diz Heller, "before biofuel cells can be put to use in medicine."

Fonte: MANO, N., Mao, F. & HELLER, A. A miniature biofuel cell operating in a physiological bugger. Journal of the American Chemical Society, 124, 12962 - 12963, (2002). (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 3: CATALISADORES AUTOMOTIVOS

A queima de gasolina nos motores dos automóveis produz, em maior quantidade, dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Como a queima não é total, ou seja, a gasolina não reage inteiramente com o oxigênio; há ainda a produção de monóxido de carbono (CO); óxidos de nitrogênio (NOx) e dióxido de enxofre (SO2), provenientes da queima das impurezas presentes na gasolina, vapores de hidrocarbonetos (CxHy) que não foram queimados, compostos de chumbo, quando a gasolina possui aditivos à base desse metal (como o chumbo-tetraetila) entre outros. Estes compostos são eliminados pelo escapamento do automóvel, poluindo, assim, a atmosfera. Com exceção do CO2 e a H2O, todos os demais são altamente nocivos à saúde humana.

Os motores movidos a óleo diesel emitem menos monóxido de carbono, mas bastantes óxidos de nitrogênio e enxofre, além da fuligem, que é a fumaça preta característica lançada pelos ônibus e caminhões; esta fumaça é o resultado

da queima parcial do óleo, liberando partículas de carbono finamente dividido na atmosfera.

Já nos carros a álcool produzidos no Brasil, a quantidade de NOx e de SO2 é desprezível, mas há a eliminação de aldeídos, que também constituem uma ameaça à saúde da população. De qualquer maneira, o carro movido a álcool é bem menos poluente que o movido a gasolina; daí vem à técnica usada no Brasil de se adicionar certa percentagem de álcool na gasolina, a fim de evitar altos índices de poluição. Atualmente é adicionado, desde junho de 1998, de 23% a 25% de álcool anidro à gasolina; é necessário ressaltar que existe uma forte corrente que quer o aumento dessa porcentagem atual; porém, existem estudos e resultados experimentais em motores que comprovam que o aumento dessa porcentagem causa danos ao motor, tanto na potência quanto na performance. Se considerarmos a existência de mais de 500 milhões de veículos automotivos no mundo inteiro e também o fato do consumo mundial de petróleo ter aumentado cerca de três vezes a partir de 1960, concluiremos o quanto é importante lutar contra as emissões poluentes dos veículos em questão. A situação agrava-se potencialmente nas grandes cidades, com condições meteorológicas que dificultam a progressiva dispersão destes agentes nocivos, como é o caso da cidade do México. Em tais situações, o risco é maior para pessoas idosas com insuficiência cardíaca e/ou pulmonar e para crianças asmáticas ou que sofrem de ataques de pneumonia.

Na maior cidade da América Latina, São Paulo (no Brasil), onde circulam cerca de 1/3 dos 18 milhões de veículos existentes no país, já se registrou centenas de casos de "Atenção" e até mesmo "Alerta", no que diz respeito à poluição atmosférica, divulgados pela Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental de São Paulo (CETESB), através de painéis instalados em diversos pontos da cidade.

Para que se possa reduzir a concentração de substâncias nocivas lançadas na atmosfera, são necessários aperfeiçoamentos nos motores dos automóveis, principalmente na substituição do sistema de carburação por injeção eletrônica e o uso de catalisadores nos escapamentos nos automóveis.

O catalisador é formado por uma "colméia" metálica ou feita de cerâmica, formada por minúsculos canais que perfazem uma superfície total do tamanho equivalente a quatro campos de futebol. Sobre essa colméia são impregnados aproximadamente 1,5 gramas de metais preciosos, os quais constituem o catalisador propriamente dito; emprega-se uma mistura de paládio-ródio (para veículos a gasolina) e paládio-molibdênio (para veículos a álcool). A seguir o catalisador é enrolado em uma manta termo expansiva, que fixa, veda, isola termicamente e dá proteção mecânica ao componente. Por fim, o catalisador é montado dentro de uma carcaça de aço inoxidável, dando origem ao "conversor catalítico". Esse conjunto é instalado no cano de escape do automóvel.

Os catalisadores, em geral, são substâncias que aceleram determinadas reações ou tornam-nas possíveis, sem reagirem (isto é, eles não reagem, apenas aceleram). No caso dos catalisadores automotivos, as reações que são aceleradas, são as que transformam poluentes (CO, NOx e CxHy) em compostos menos prejudiciais à saúde (CO2, H2O e N2); essas reações são, por exemplo:

Tal como acontece com qualquer catalisador, também os automotivos

podem sofrer "envenenamento" e, em conseqüência, perder sua ação catalítica; sendo assim, devem ser utilizadas gasolinas sem compostos de chumbo ou outros aditivos prejudiciais ao catalisador, além de se empregarem somente óleos lubrificantes recomendados pelo fabricante do veículo. Também impactos, superaquecimento, furos etc. no conversor podem comprometer o desempenho do catalisador ou, até mesmo inutilizá-lo completamente.

Outro problema delicado quanto ao catalisador é o fato dele ser fabricado para um determinado tipo de combustível. Se houver variações consideráveis na percentagem de álcool na gasolina, além do motor do veículo exigir regulagens constantes, o catalisador também terá o seu funcionamento comprometido. Fonte: sites Química 10, Tio Cesar. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 4: O pH NO NOSSO CORPO

A bioquímica é ramo da química que trata dos processos que ocorrem na matéria viva. A Bioquímica não só se interessa pela estrutura das moléculas, mas também como tais moléculas são produzidas. Que alterações podem sofrer nas células vivas, como interatuam com as diferentes partes do organismo, que acontecimentos químicos estão na base, nos efeitos que consequentemente podem trazer, e o que lhe acontece subsequentemente.

Um dos pontos mais importantes da bioquímica é o controle do pH ao longo do nosso organismo. Cada parte do nosso corpo possui um meio para que consiga transformar o bolo alimentar em moléculas que possam ser absorvidas.

Zona do organismo pH ideal

Boca 6,8

Estômago 1,6-1,8

Intestino delgado 6,0-6.5

Sangue 7,35-7,45

Plasma 7,38-7,41

Lágrimas 7,4

Vários processos químicos e bioquímicos só ocorrem satisfatoriamente se o

pH é mantido constante, dentro de um pequeno intervalo de variação. O corpo humano é rico em exemplos interessantes. O pH do sangue deve estar sempre entre 7,0 e 7,9 - um pequeno desvio desses limites pode ser fatal. As soluções de plasma estão sujeitas a limites mais rígidos; elas devem ter um limite de pH entre os 7,38 e 7,41! A saliva, por outro lado, se mantém num pH igual a 6,8. O pH do duodeno está entre 6,0 e 6,5. No estômago, os sucos gástricos são bastante ácidos pH deve estar entre 1,6 e 1,8 para promover a digestão dos alimentos. O corpo mantém esses

vários intervalos de pH, como é necessário, por meio de constituintes químicos que resistem à variação do pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são introduzidas. As soluções com a capacidade de controlar o pH são chamadas de soluções tampão.

O que é uma solução tampão? -Uma "solução tampão" pode ser definida como uma solução cujo pH não se altera significativamente por adição de pequenas quantidades de substâncias ácidas ou básicas.

De acordo com esta definição podemos considerar dois tipos principais de soluções tampão "ácido-base". * Tipo ácido ou base forte. * Tipo ácido forte com base conjugada.

Estas soluções têm um papel muito importante no nosso organismo e nas indústrias (farmacêutica, têxtil, cosmética, alimentar...) No nosso organismo é muito importante a estabilidade do pH visto que é importante nas funções vitais; as proteínas possuem um grupo funcional ácido-base cujas cargas se modificam por perda ou captação de prótons.

Para manter constante o nosso pH,o nosso sistema biológico depende da presença de soluções tampão.

Assim, no homem o pH do sangue é cerca de 7,4 enquanto que o pH das células hepáticas é cerca de 6,5.

Os principais sistemas reguladores de pH do organismo vivo são: Hidrogeno carbonato/CO2; fosfatos e proteínas.

O sistema HCO3-/CO2 é o principal regulador do pH no sangue.

Como Funciona? No sangue existem equilíbrios:

HCO3- + H+ ---> CO2 + H2O

A expressão da constante do equilíbrio:

1/Ka = (CO2) / (HCO3-).(H+) OU pH = pKa+log (HCO3

-) / (CO2)

Qualquer mudança na concentração de HCO3- ou de CO2 dissolvido e, portanto na relação HCO3- / CO2 é acompanhado de uma mudança de pH.

Concentração de CO2 dissolvida e regulada através dos pulmões. Depois de tudo o que foi demonstrado pode-se concluir que sem controle do nosso pH não estaríamos a ler este documento. Fonte: Joel Machado (12º Ano - Esc.Sec. Barcelinhos) (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 5: RADIOATIVIDADE

Estamos no que pode-se chamar de "Era Atômica". Mas, o que significa

isso? Significa que estamos numa época em que começamos a desenvolver

aplicações práticas para a radioatividade. Mas, o que é mesmo radioatividade? De onde vem isso? Como podemos trabalhar com ela?

O fenômeno da radioatividade foi acidentalmente (quase sempre é) descoberto pelo cientista francês Henri Becquerel, 1896. Ele estudava as impressões feitas em papel fotográfico por sais de urânio quando eram expostos à luz solar. Em uma determinada semana, o tempo ficou nublado por todos os dias; isso obrigou Becquerel a guardar o sal de urânio envolto em papel fotográfico no fundo de seu armário. Quando Becquerel retirou os apetrechos de lá, ele notou que o papel fotográfico tinha sido sensibilizado. Isso o levou a concluir que teria sido o próprio sal de urânio - o sulfato duplo de uranila e potássio, K2(UO)2(SO4)2 - o responsável pela sensibilização do papel. E concluiu mais: que a substância emitia uma determinada energia ou irradiação que sensibilizava o papel fotográfico, mesmo quando envoltos em papel preto e longe de qualquer outra fonte de irradiação. Esta irradiação recebeu o nome de "Raios Becquerel" ou, simplesmente, "Emissões radioativas" ou ainda "Radioatividade".

Algum tempo depois, o casal Pierre e Marie Curie verificou que todos os sais de urânio eram capazes de causar impressões em papéis fotográficos, e logo foi concluído que o responsável por tais impressões era o próprio urânio. Ao se extrair e purificar esse elemento proveniente do minério pechblenda, U3O8, o casal Curie verificou que as impurezas eram ainda mais radioativas que o próprio urânio. Dessas impurezas, eles separaram, em 1898, um novo elemento químico: o polônio; esse elemento é 400 vezes mais radioativo que o urânio e recebeu esse nome em homenagem ao país natal de Marie Curie, a Polônia. Após novas separações e purificações, um novo elemento químico é descoberto por Marie Curie, o rádio, que é 900 vezes mais radioativo que o urânio. Só para se ter uma idéia da força de sua radioatividade, o rádio apresenta, naturalmente, uma temperatura ligeiramente superior à temperatura ambiente e apresenta um tom azulado luminescente.

Mas, afinal, de que é feita a radioatividade? De onde ela vem? Tomemos uma substância radioativa natural (como o polônio, por exemplo) e a coloquemos num bloco de chumbo com apenas um orifício ao centro. Desse modo, a emissão radioativa não se dispersará, mas tomará uma única direção e sentido. Agora, se nós pusermos esse bloco de chumbo com a substância dentro de uma câmara, onde se fez vácuo, de modo que as emissões radioativas passem por entre dois pólos (positivo e negativo) de um gerador de corrente contínua de alta voltagem, até atingir uma placa com papel fotográfico, o que observaremos? O feixe se dividirá em três: um para o lado do pólo positivo, o outro para o pólo negativo e o terceiro não sofrerá alteração. Senhoras e senhores apresento-lhes as emissões alfa, beta e gama. EMISSÕES α - São partículas atiradas à alta velocidade (aproximadamente 3.000 a 30.000Km/s), constituídas por dois prótons e dois nêutrons (são, portanto, núcleos do elemento hélio). Como a sua carga elétrica é +2, esta emissão foi desviada para o lado do pólo negativo (os opostos se atraem, lembra-se?). Sua penetração é de 2 a 8 cm no ar (a menor das três emissões). Já que este é um átomo de hélio sem os elétrons, é fácil supor que durante o trajeto ele arranque elétrons para se transformar no dito gás nobre e ficar eletricamente estável. As emissões alfa são as maiores responsáveis pelos efeitos fisiológicos indesejáveis das radiações.

EMISSÕES β - São elétrons atirados a altíssimas velocidades (cerca de 70.000 a 300.000 Km/s) de um núcleo instável. Sendo partículas negativas, elas são atraídas pelo pólo positivo, e como a sua massa é muito pequena (aproximadamente 2,11 x 10-31Kg) sua inércia é bem menor que a das emissões a, acarretando um desvio muito maior. A sua penetração é de 1 cm no alumínio ou 1mm no chumbo (cerca de 50 a 100 vezes maior que as emissões a). Mas, surge aqui uma pergunta: elétrons no núcleo? Como eles foram parar lá, se eles se localizam apenas na eletrosfera? Bom, realmente os elétrons somente são encontrados na eletrosfera; os elétrons que são emitidos do núcleo são provenientes de um nêutron que sofre uma cisão e libera um próton (que fica no núcleo), um elétron (que vai ser expelido e dar origem à emissão b) e um neutrino. Este último possui carga elétrica nula e uma massa tão pequena que chega a ser desprezível. EMISSÕES γ - São ondas eletromagnéticas (como a luz), ao contrário das duas primeiras que são partículas. Essas ondas possuem um comprimento de onda muito pequeno (λ = 10-10 a 10-11m) e, portanto, possuem uma energia muito mais elevada que os raios X. Por ser uma onda eletromagnética, as emissões gama não possuem massa nem carga elétrica; por isso, elas não sofrem desvio ao passar por um campo elétrico ou magnético. Sua velocidade no vácuo, como toda onda, chega a 300.000 km/s. Seu poder de penetração é sempre muito maior que o das emissões b, podendo atravessar 20cm no aço ou 5cm de chumbo. EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS EMISSÕES RADIOATIVAS - Todos os seres vivos do Planeta sofrem constantemente bombardeios dos raios cósmicos vindos do espaço sideral; a própria luz branca é uma radiação, embora tais radiações não nos causem nenhum mal. De qualquer forma, com a descoberta dos materiais radioativos, descobriram-se também os males que suas radiações emitidas podem causar. O próprio Henri Becquerel sofreu ulcerações na pele por ter transportado uma amostra de um mineral radioativo consigo e Madame Curie foi vítima letal de câncer, após ter trabalhado por anos a fio estudando os materiais e suas emissões que lhe deram o prêmio Nobel.

O principal perigo das radiações reside no fato de não se ter percepções imediatas de seus efeitos. Ao contrário de um choque elétrico ou de uma queimadura, cujos efeitos sentimos na hora, os danos causados pelas radiações são imperceptíveis e só aparecem quando o quadro está grave. Mas, a humanidade desenvolveu meios de se precaver da radiação; como exemplo podemos citar os "crachás contra radiação", que indicam quando a radiação do ambiente está chegando a níveis perigosos, assim como o contador Geiger, que pode dosar a radioatividade das pessoas.

O perigo principal da radiação é a sua atuação no DNA das células dos seres vivos. Além de causar tumores, ela pode alterar o DNA das células germinativas (espermatozóides e óvulos), causando mutações nas gerações futuras. Devido ao alto grau de toxidade à saúde, os métodos de prevenção estão se aperfeiçoando dia a dia. Um dos métodos é a redução da distância e do tempo de exposição das pessoas às substâncias radioativas. Elas também vestem roupas especiais que cobrem todo o corpo e que vão ser tratados imediatamente após terem sido desvestidos. Quando se tem que manipular com

substâncias de radioatividade muito elevada, o manuseio é feito por garras mecânicas e o técnico fica a uma distância segura, com proteção adequada.

OS CURIE - Pierre Curie nasceu em Paris, França, em 15 de maio de 1859. Em 1878, tornou-se assistente de laboratório da Sorbbone e dedicou-se ao estudo da cristalografia. Descobriu o fenômeno da piezeletricidade, que consiste na produção de eletricidade por certos cristais quando comprimidos; isso possibilitou a construção de aparelhos elétricos de grande precisão. Em 1882, foi nomeado supervisor da Escola de Física e Química Industrial de Paris e aí iniciou os seus estudos sobre o magnetismo e a influência da temperatura nos materiais magnéticos. Em 25 de julho de 1895, Pierre Curie casou com Marie Sklodowska, que se tornou conhecida como madame Curie.

Marie Sklodowska Curie nasceu em Varsóvia, Polônia, em 7 de setembro de 1867. Desde menina, demonstrou interesse pelo estudo de ciências. Após trabalhar muito como professora e governanta, conseguiu juntar algumas economias para partir para Paris e ingressar na Sorbbone, onde foi aluna de Pierre Curie. Apesar das dificuldades financeiras, Marie Curie estudou com perseverança, até se doutorar em ciências físicas em 1893, ao se basear nos estudos das radiações de Becquerel. Um ano depois, doutorou-se em matemática e, em 1895, casou-se com Pierre Curie, com quem teve duas filhas - Irene e Eva.

Trabalhando com poucos recursos, o casal Curie conseguiu isolar, em 1898, um novo elemento químico - o polônio (nome dado em homenagem ao país de origem de madame Curie); logo em seguida, conseguiram isolar mais um elemento químico: o Rádio. Devido a esses trabalhos, o casal Curie recebeu, juntamente com Henri Becquerel, o Prêmio Nobel de Física de 1903. Com o dinheiro do prêmio, o casal Curie conseguiu equilibrar as suas finanças; contudo, os efeitos das radiações, que eram desconhecidos na época, começaram a minar a saúde do casal.

Em 19 de abril de 1906, Pierre Curie falece, vítima de um atropelamento; com isso, Marie Curie é indicada para ocupar o lugar dele como professora da Sorbbone, cargo esse que nunca tinha sido antes ocupado por uma mulher. A partir desse momento, ela passou a trabalhar na pesquisa para descobrir novos elementos químicos; em 1910, conseguiu uma pequena quantidade de rádio puro, no estado metálico. Em conseqüência disso, foi agraciada com o Prêmio Nobel de Química. Até essa data, ninguém tinha recebido duas vezes o Prêmio Nobel.

Durante a Primeira Guerra Mundial, Marie Curie dedicou-se ao desenvolvimento dos raios X para assistir os feridos de guerra, junto às trincheiras. Em maio de 1934, Marie Curie sentiu-se mal e deixou o trabalho, foi para casa e nunca mais se levantou da cama. Debilitada, com anemia profunda, praticamente cega, faleceu em Sancellemoz, Suíça, em 4 de julho de 1934, vítima do contato com a radioatividade, a qual ela estudou com tanto empenho por 34 anos. REAÇÕES NUCLEARES - As reações nucleares podem ser espontâneas, como as que ocorrem no sol, ou podem ser forçadas, como quando se bombardeia o núcleo de alguns átomos com um nêutron, por exemplo. As reações nucleares conhecidas são: fusão e fissão nuclear.

Fusão nuclear - É a aglomeração de átomos pequenos, como o hidrogênio, o deutério e o trítio, produzindo átomos maiores, com liberação de grande quantidade de energia. Ex: nêutron (Energia liberada = 3,9x108 Kcal) Fissão nuclear - É a cisão (ou quebra) do núcleo de um átomo grande em dois núcleos menores, com liberação de grande quantidade de energia (embora menor em relação à fusão nuclear). Ex: 92U

235 + 1 nêutron → 36U142 + 36Kr91 + 3 nêutrons (Energia liberada = 4,6

Kcal). Como a fissão nuclear é mais utilizada do que a fusão nuclear (seja numa usina, seja na bomba atômica), vamos estudá-la um pouco mais a fundo. Você pode notar que na reação da quebra do núcleo do urânio foi liberada uma energia equivalente à detonação de 7.755 toneladas de TNT. Toda essa energia é proveniente do desaparecimento de matéria. A equação que estuda a energia liberada em função da massa é a nossa velha conhecida Equação de Einstein:

E = m. c²

É através do processo de fissão nuclear que os cientistas conseguem produzir em laboratório novos elementos, como foi o caso do plutônio, que foi obtido em 1940 por Theodore Seaborg, juntamente com outro elemento: o neptúnio. Esses elementos são chamados de "Elementos Transurânicos" e são tão instáveis, que ainda não se foi capaz de determinar as principais propriedades químicas (o que não ocorreu no caso do plutônio, por ele ser bem estável em relação aos outros).

Bom, é claro que não se poderia encerrar um artigo sobre radioatividade sem mencionar os benefícios e malefícios que ela trouxe à humanidade. As utilizações são enormes. Na medicina, utilizam-se isótopos radioativos nos diagnósticos de doenças; o iodo-137 é usado no diagnóstico de doenças na tireóide. Usando-se uma fonte de raios g, como o cobalto-60, pode-se fazer bombardeios para destruir células cancerosas. Na indústria, podemos usar os mesmos raios g para medir espessuras diversas, como de chapas de aço e até de tintas. Na arqueologia, usa-se o famoso carbono-14 na detecção da idade de achados nas escavações. Isso e muito mais.

Infelizmente, nem tudo são flores. É quase impossível podermos aproveitar 100% de qualquer coisa; isso acarreta os chamados "lixos radioativos". Depois de se utilizar os minerais radioativos, sobram os elementos transformados que não servem para os mesmos fins; isso gera material que não pode ser jogado em qualquer lugar. Esse material deverá ser armazenado com o máximo de segurança até que cesse a sua radioatividade, o que poderá levar até centenas de anos. O armazenamento desses resíduos deve ser feito confinando os resíduos em recipientes metálicos, que vão ser postos em blocos de concreto e enterrados a grande profundidade (cerca de 500m). Contudo, não se sabe ao certo se essa é a melhor maneira de se "livrar" dos lixos radioativos. Muitos cientistas ainda hoje estudam novas formas de solucionar esse grave problema. O que se pode esperar é que achem logo um meio de armazenar com segurança esses resíduos ou tentar aproveitar quase a totalidade do material, o que é

virtualmente impossível. Ainda assim, resta a esperança de encontrar uma nova fonte de energia barata, reciclável e não poluente, que venha a substituir de vez os combustíveis fósseis e as usinas nucleares. Quem sabe se não descobrem ainda neste ano? Fonte: Geraldo Camargo de Carvalho – Martha Reis Marques da Fonseca - Ricardo Feltre, site: Qumweb (UFSC), Superinteressante on-line. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Para as turmas dos 3º anos, foram selecionados seis textos:

BENZENO

Este texto retrata a importância dos compostos orgânicos em particular do

benzeno que apresenta propriedades para formação de uma gama enorme de

compostos.

Ao estudarmos este texto pode-se ressaltar o estudo das cadeias carbônicas,

hidrocarbonetos e compostos aromáticos.

ADITIVOS ALIMENTARES E ENZIMAS INDUSTRIAIS

Este texto relata como são utilizadas as substâncias químicas na indústria

alimentícia para melhorar a qualidade desses produtos em vários aspectos, sabor,

odor, durabilidade do produto entre outras.

Com este texto podemos ressaltar a função dessas substâncias, e fazer uma

relação entre os compostos inorgânicos e os compostos orgânicos.

SUPLEMENTOS PARA ATLETAS

Este texto relata sobre os suplementos alimentares, seus benefícios e seus

possíveis efeitos colaterais.

Com o trabalho deste texto poderemos ver os conteúdos: compostos orgânicos e

isomeria.

FATORES DE TOXIMANIA E FARMACODEPENDÊNCIA, O QUE É UM

NEUROTRANSMISSOR?

Com o estudo deste texto iremos observar que os neurotransmissores são

substâncias orgânicas produzidas pelo nosso organismo para suprir nossas

necessidades neurais, qual a diferença entre fármaco e drogas e quais as drogas

mais comuns e os efeitos que elas causam em nosso Sistema Nervoso Central.

Com este texto podemos estudar os compostos orgânicos e funções mistas.

AÇUCARES E ADOÇANTES QUÍMICOS

O texto relata um assunto muito importante os açucares, mono, di e

polissacarídeos, onde são obtidos e seus benefícios ou malefícios para o homem.

Com este tema vamos poder estudar os polímeros naturais.

A ERA DOS PLÁSTICOS

Como o próprio título diz estamos vivendo hoje em função das fibras poliméricas

por vários motivos, mas o que precisamos ressaltar é como esses produtos fazem

parte do nosso dia-a-dia e como são produzidos.

Com este texto poderemos trabalhar o conteúdo polímeros sintéticos.

Os textos citados seguem abaixo:

Texto 1: BENZENO

Entre os compostos orgânicos, muitos possuem propriedades particulares notáveis. Entre estes compostos podemos destacar o benzeno, que é o núcleo aromático básico para a formação de uma gama enorme de compostos. Sendo assim, vamos conhecer um pouco mais das especificidades desse composto.

Propriedades físicas e químicas À temperatura ambiente, o benzeno é um líquido volátil, estável e incolor. Tem

um cheiro característico e um ponto de ebulição relativamente baixo (80,1ºC),

evaporando-se rapidamente. É altamente inflamável. É pouco solúvel em água, mas miscível como a maior parte dos solventes orgânicos.

Tem a fórmula química C6H6, com os seus átomos de carbono nos vértices de um hexágono e um átomo de hidrogênio ligado a cada carbono. Na sua análise química são utilizadas técnicas de cromatografia de gás para a sua separação, com detecção por ionização por chama, fotoionização ou espectrometria de massa. Origens e utilizações

O benzeno é produzido industrialmente a partir da destilação do petróleo bruto, da destilação de hulha e produção de coque e por síntese química a partir de hidrocarbonetos lineares.

É utilizado como matéria-prima para síntese de outros compostos orgânicos (estireno, fenóis, ciclohexano, etc.) e como aditivo nos combustíveis para veículos, substituindo, em parte, o chumbo. No passado foi utilizado como solvente em tintas, colas e semelhantes, limpeza a seco, etc. Atendendo aos seus efeitos na saúde, foi substituído por outros produtos, nesse tipo de utilização.

Desse modo e atendendo à sua volatilidade, o benzeno entra em contato com o homem principalmente através do ar, em ambientes industriais específicos ou na atmosfera urbana, resultante de fugas de combustíveis ou da sua queima incompleta.

Vias de entrada e efeitos na saúde do homem

Ambiente Atendendo à sua elevada volatilidade, o benzeno tende a acumular-se

maioritariamente no ar, quer a partir da água, quer do solo ou sedimentos. No entanto, é removido da atmosfera para a água e para o solo durante os períodos de chuva.

Durante a sua permanência na atmosfera, o benzeno é degradado quimicamente pela ação de radicais hidróxidos, alcóxido e peróxido, oxigênio e ozônio, sendo a primeira a mais importante. Dessas reações resulta a formação de diversos compostos que podem incluir fenóis, nitrobenzenos, nitrofenóis e muitos outros compostos orgânicos. A decomposição do benzeno pela ação da luz (fotólise) não parece ser importante.

No solo e na água, o benzeno é biodegradado por diversos tipos de microrganismos tanto em condições aeróbicas como anaeróbicas, neste último caso com maior dificuldade.

Não se verifica a sua bioconcentração, através da cadeia alimentar. Ar

Têm sido medidos os seguintes valores típicos para concentrações médias diárias de benzeno no ar de 0,51 µg/m3 (0,16 ppb) em locais remotos, 1,50 µg/m3 (0,47 ppb) em áreas rurais e 5,76 µg/m3 (1,8 ppb) em zonas urbanas. No entanto, foram observadas concentrações pontuais muito mais elevadas, atingindo valores de 510 µg/m3.

Esses valores elevados de concentrações de benzeno parecem depender substancialmente da densidade do tráfego de automóveis e das condições meteorológicas locais. Do mesmo modo que para outros poluentes atmosféricos, as concentrações de benzeno podem aumentar durante os períodos

de ausência de vento. Em cidades ou regiões onde existem indústrias que produzem ou transformam

benzeno, verifica-se um aumento da sua concentração na atmosfera, embora de uma forma mais variável.

No entanto, mesmo em alguns locais atrás referidos, no interior das habitações foram observadas concentrações de benzeno superiores às concentrações ao ar livre. A sua origem é o fumo do tabaco que constitui uma fonte de exposição importante quer para fumadores quer para a população em geral. Foram medidos valores da concentração de benzeno no fumo de cigarros com filtro de 26 a 36 µg/m3. Existem igualmente estudos que apontam para a contribuição de produtos de consumo como adesivos, materiais de construção e tintas que contribuem para baixos níveis de benzeno no interior das habitações. Água

As concentrações de benzeno observadas na água são muito variáveis, desde 0,005 - 0,015 µg/l em regiões não poluídas, até 87,2 µg/l em água da chuva ou 330 µg/l em poços poluídos. Em águas superficiais, as concentrações de benzeno são geralmente inferiores a 1 µg/l. O valor paramétrico para águas de consumo humano é de 1,0 µg/l. Solo

Geralmente a contaminação do solo por benzeno não provoca situações importantes de exposição do homem, atendendo à sua volatilização no ar. As suas origens são, geralmente, derrames ou rupturas de tubagens ou reservatórios. Alimentos

Dados sobre ocorrência de benzeno nos alimentos são muito limitados. No entanto, são conhecidos alguns valores particularmente elevados como 120 µg/kg em rum da Jamaica, 19 µg/kg em carne de vaca, 500-1900 µg/kg em ovos e 3-88 µg/kg em 37 de 114 amostras de peixe. Exposição da população

O benzeno é um composto ubíquo no ambiente, estando a população exposta a uma grande variedade de origens. A OMS considera que a mais importante fonte de exposição para a população em geral é a respiração de ar poluído por fontes humanas de benzeno, incluindo o consumo de cigarros. A exposição por inalação de vapores durante o abastecimento de gasolina a automóveis pode também ser importante. Outras origens de benzeno para inalação incluem a proximidade de depósitos de resíduos perigosos ou instalações industriais e emissões de produtos de consumo. Na seqüência de estudos extensivos nos Estados Unidos concluiu-se que as fábricas de compostos químicos, tratamento de água, de alimentos e bebidas e refinação de petróleo apenas apresentam uma contribuição mínima para a exposição total da população em geral.

Outros estudos realizados com o objetivo de avaliar o nível da exposição da população em geral ao benzeno proveniente de diversas fontes apontam que as fontes mais importantes são fontes pessoais (uso de produtos libertando benzeno, condução ou viagem em automóveis), a exposição a gases de escape dos automóveis e ao fumo de tabaco (exposição ativa e passiva). Esta última via é, de longe, a mais importante (1800µg/dia para um consumo de 30 cigarros).

As contribuições da água e dos alimentos são negligenciáveis (até 1,4µg/dia).

As contribuições da atmosfera interior ou exterior são muito variáveis, da ordem de 90µg/dia, a exposição passiva ao tabaco de 50µg/dia, a utilização dos automóveis de 50µg/dia.

No Canadá calculou-se a dose de benzeno a que um não fumador está sujeito em cerca de 230 µg/dia. Para um fumador haverá a somar 1800µg/dia. Para os Estados Unidos foi estimada a dose diária, para não fumadores e em diversas cidades, entre 430 e 1530 µg/dia.

A absorção do benzeno, por via aérea e por via oral, é feita facilmente. A eliminação é feita por via aérea através do ar expirado. Os metabólitos da decomposição do benzeno no organismo são eliminados principalmente por via urinária. Por ingestão ou pela via dérmica a absorção é relativamente reduzida. Efeitos no homem

Foi demonstrado que o benzeno produz um considerável número de efeitos biológicos. Os efeitos agudos do benzeno refletem a sua atividade como anestésico geral e podem conduzir a uma depressão do sistema nervoso central, perda de consciência e sensibilização do miocárdio às catecolaminas. A exposição crônica pode resultar na depressão de medula óssea que provoca leucopenia, anemia, e/ou trombocitopenia.

Os efeitos imunotóxicos do benzeno estão provavelmente relacionados com a depressão da medula óssea. Em ensaios em animais foi descrito o aparecimento de tumores epiteliais, enquanto que no homem a resposta carcinogênica é a leucemia. Um terceiro tipo de impacto biológico é a produção de respostas teratogênicas tais como aberrações cromossômicas, trocas de cromatídeos e micronúcleos. Foi ainda sugerida a produção pelo benzeno, de efeitos fetotóxicos. Fonte: Morrison – Química Orgânica. (http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 2: ADITIVOS ALIMENTARES E ENZIMAS INDUSTRIAIS

Definição de Aditivos

São substâncias ou misturas de substâncias dotadas ou não de valor nutritivo intencionalmente adicionado aos alimentos com a finalidade de impedir alterações, manter, conferir ou intensificar seu aroma, cor e sabor, modificar ou manter seu estado físico desde que não prejudique seu valor nutritivo no seu processamento (Decreto Lei N.º55871-03/1965 / Brasil - CNNPA). Importância do Emprego dos Aditivos nos Alimentos: Na proteção da matéria prima. Na produção, segurança e melhoria do produto. No interesse do consumidor. No interesse do produtor.

Requisitos para o Emprego de Aditivos nos Alimentos: Ser estritamente necessário à tecnologia de fabricação. Ser empregado em quantidades absolutamente precisa para a obtenção do resultado desejado. Estar registrado no órgão competente. Não retardar a ação de enzimas digestivas. Não ocasionar antagonismos orgânicos. Tornar o alimento mais atrativo. Manter o alimento seguro até o momento do consumo, conferindo-lhe maior tempo de vida. Ser facilmente identificável pelo controle analítico. Atender aos hábitos alimentares da região. Classificação dos Aditivos Quanto as Origens: Naturais Semi-sintéticos Sintéticos Quanto aos Tipos: Intencionais Incidentais: São substâncias residuais ou migradas presentes nos alimentos em decorrência dos tratamentos dos alimentos tanto "in natura" quanto do contato com os artigos e utensílios empregados nas suas diversas fases de processamento: manipulação, embalagem, estocagem, transporte e venda. Ex: - Agrotóxicos com DDT; Pentana; Aldrin... - Hidróxido de Cálcio (cal) na refinação de açúcar - Material de embalagem Quanto as Funções (os códigos em frente às funções representam a classificação em enlatados e refrigerantes em geral) Acidulantes: código H => comunica ou intensificam o gosto ou sabor ácido aos produtos - acidificar o meio (coalhada) - atuar como conservante. Antioxidante: código A => Substâncias que retardam o aparecimento de alterações oxidativa nos alimentos impedindo que óleos e gorduras principalmente ricos em ácidos graxos insaturados se combinem com o oxigênio do ar tornando-se rançosos. Aromatizantes e Flavorizantes: código F => Substâncias ou misturas de substâncias possuidoras de propriedades odoríferas ou sápidas capazes de conferir ou intensificar o aroma e ou sabor dos alimentos. Estes se classificam em: aroma natural; aroma natural reforçado, aroma reconstituído, aroma imitação e aroma artificial. Conservadores: código P => Substâncias que impossibilitam ou retardam a

deterioração microrgânica ou enzimática nos alimentos, ou seja, evitam processo de fermentação, acidificação e evidência de putrefação. Exemplos: ácido benzóico (P. I), ácido bórico (P. II), dióxido de enxofre e derivados (P.V), nitratos (P. VII), nitritos (P.VIII). Corantes: código C => substâncias que conferem ou intensificam a cor dos alimentos. Classificam-se em: corantes orgânicos naturais (C. I), corantes orgânicos sintéticos artificiais (C. II) e idênticos ao natural (C. III). Edulcorantes: código D => substâncias orgânicas artificiais não glicídicas capazes de conferir sabor doce aos alimentos utilizados em produtos dietéticos. Ex: Sacarina (D. I) 0,05% = 300 vezes o efeito da sacarose, Ciclamato = 30 vezes o efeito da sacarose, Aspartame e outros. Estabilizantes: código ET => substâncias que favorecem e mantêm as características físicas das emulsões e suspensões. Promovem uma integração homogênea de ingredientes como óleo e água, aumentam a viscosidade dos ingredientes e evitam a formação de cristais (leite achocolatado, sorvetes, refrigerantes, sucos de frutas e outros.). Espessastes: código EP => substâncias capazes de aumentar a viscosidade de soluções, emulsões e suspensões, melhorando a textura e a consistência (dar corpo) dos produtos como: sorvete, pudins, sopas, coberturas, etc. => Propriedades funcionais: adesividade, agente de ligação, agente incorporador, moldagem, formador de gel, agente encapsulador, inibidor de cristalização e outros. => Agrupam-se em: Polissacarídeos e Sais de fosfatos. Umectantes: código U => substâncias capazes de evitar a perda de água ou umidade nos alimentos, pois possuem propriedades higroscópicas. Antiumectantes: código AU => substâncias capazes de reduzir as capacidades higroscópicas dos alimentos. Impedem que as partículas se agrupem quando em contato com a água. Espumíferos: substâncias que influem na tensão superficial dos alimentos interferindo na produção de espumas com propósito de gerar espuma estável. Antiespumíferos: substâncias que modificam a tensão superficial dos alimentos. Evitam a formação de espuma em alimento durante seu processamento. Ex: óleos especiais e compostos sintéticos (silicone). Modo de Avaliação dos Aditivos pelos Órgãos Responsáveis Geralmente a avaliação é feita por duas formas padrões: Especificações Físicas e Químicas => feita por identificação e dosagem. Análise Toxicológica para fixar => toxidade aguda, toxidade sub-aguda, toxidade

crônica, mutageneidade e tetratogenecidade.

Enzimas não são nada mais do que catalisadores que se formam nas células vivas dos vegetais e dos animais, que são agentes essenciais para a realização de reações bioquímicas específicas em células vivas. As enzimas podem ser classificadas de acordo com seu método de atividade da seguinte forma:

Função Catalítica Nome

Oxidação e Redução Oxirredutases

Transferência de Grupo Transferases

Hidrólise Hidrolases

Remoção de Grupo Liases

Isomerização Isomerases

Fusão de Moléculas Ligases

As enzimas industriais são originadas por bactérias, por fungos e por vegetais superiores, e também por fontes animais. São extraídas ou preparadas por fermentação (enzimas microbianas). Veja na tabela abaixo alguns tipos de Enzimas Industriais comercializadas atualmente:

Enzimas Aplicação

Proteases

Fabricação de Queijos Digestivos Amaciamento da Carne Cerveja à prova de congelamento Fabricação de Xaropes de Cereais Fabricação de Couro

Carboidrases

Hidrólise do amido Inversão da sacarose Clarificação de suco de frutas e do Vinagre

Nucleases Controle do cheiro

Enzimas hidrolíticas Destruição de componentes tóxicos ou indesejáveis nos alimentos

Oxidases

Impedimento da oxidação e controle da coloração de produtos alimentares Diagnósticos clínicos

Uma das mais antigas e das mais vendidas é o coalho, usado na fabricação de queijos, no apresto de têxteis e no amolecimento de couros. É preparado por extração do estômago de ovelha, lavado e desengordurado. Muitas enzimas são produzidas por microorganismos e preparadas tanto por

processos de fermentação a cultura submersa como por cultura à superfície. As operações dos processos contínuos não são tão facilmente controláveis quanto às fermentações descontínuas.

A enzima amilase, para a conversão do amido em açúcar, foi obtida a muito, por Takamine, por fermentação submersa a partir de água de milho e de amido de milho. Esta mistura, após esterilização apropriada e arrefecimento, é inoculada com Bacillus subtilis e fermentada. A amilase pode ser isolada por precipitação com álcool isoamílico, seguida por centrifugação. Esta enzima também é utilizada para o tratamento de têxteis e para atacar manchas de alimentos, antes da lavagem a seco.

Fonte: Otto Alcides Bioquímica Básica, ADITIVOS ALIMENTARES - Jorge Derbly, site: Química - UFSC. (http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem001.asp) Acesso em: 15/06/2010.

Texto 3: SUPLEMENTOS PARA ATLETAS

Basta abrir uma revista especializada em fitness ou mesmo as mais

genéricas de saúde para se deparar com uma avalanche de propagandas de suplementos alimentares sugerindo que seu uso nos trará corpos bem delineados e músculos potentes. A comercialização dessas fórmulas, por estarem classificadas como suplementos alimentares junto ao Ministério da Saúde, dispensam a obrigatoriedade de receita médica. Mas será que esses novos produtos podem realmente melhorar nossa performance esportiva ou modelagem corpórea? Será que seus efeitos colaterais foram bem estudados?

Muitos dos produtos disponíveis hoje no mercado são fórmulas que combinam os suplementos abaixo listados, logo, se você optar por sua utilização observe as considerações abaixo.

AMINOÁCIDOS (ARGININA, LISINA, ORNITINA)

Como ergogênicos, esses aminoácidos são conhecidos por aumentar a massa muscular, diminuir a gordura corporal e aumentar a secreção do hormônio do crescimento.

A rápida proliferação dos suplementos tornou possível o consumo de maiores quantidades de certos aminoácidos simples, o que não era possível com alimentos ricos em proteínas ou mesmo suplementos protéicos. Com exceção do consumo exagerado do triptofano, não foram relatados problemas significativos resultantes da ingestão de suplementos de aminoácidos simples.

Por outro lado, o excesso de consumo de alguns deles pode interferir na

absorção, causar problemas gastrointestinais e desequilíbrio metabólico, sobretudo em indivíduos sensíveis. É indicado evitar o consumo desses aminoácidos em doses elevadas até que a total segurança de seu uso seja comprovada. Mesmo porque, as pesquisas até agora realizadas falharam em demonstrar o efeito da suplementação na composição corporal e na secreção do hormônio do crescimento. CAFEÍNA

Vários estudos comprovaram que a ingestão de 3 a 6 mg de cafeína por kg de peso 1 hora antes do exercício pode provocar um efeito ergogênico, aumentando a resistência e a utilização das reservas de gordura no exercício. Apesar de ser relativamente segura, efeitos colaterais do consumo de cafeína, como náuseas, tremores musculares, palpitações e dor de cabeça são comuns, principalmente em atletas sensíveis à substância. CREATINA

Pesquisadores norte-americanos demonstraram o efeito da creatina no aumento da massa muscular e na resistência durante exercícios, na dose de 20 a 25 g ao dia (4 a 5 doses de 5g) na fase inicial e de 5 g ao dia na manutenção.

Surgiram preocupações de possíveis efeitos colaterais, como problemas musculares, renais e hepáticos, mas estes não foram comprovados em seres humanos com as dosagens especificadas. Entidades americanas de medicina desportiva solicitaram estudos mais aprofundados para determinar a segurança do uso desse suplemento. GLUTAMINA

Como a glutamina é um nutriente crítico para o ótimo funcionamento do sistema imunológico, estudos do efeito ergogênico do suplemento baseiam-se no fato de que uma baixa concentração plasmática pode prejudicar a função imunológica e aumentar o risco de infecção. Na teoria, a suplementação de glutamina pode melhorar a função imunológica e diminuir o risco de infecção para os atletas que consumirem o suplemento.

Alguns estudos sugerem que a suplementação de glutamina pode reduzir a incidência de infecções respiratórias em atletas. Entretanto, como outros estudos falharam em demonstrar essa relação, mais pesquisas serão necessárias para determinar a real atuação do suplemento. L-CARNITINA

Na teoria, a suplementação com a L-Carnitina aumentaria a oxidação dos ácidos graxos, facilitando seu transporte para dentro da mitocôndria. Outra vantagem seria a redução da produção de ácido láctico durante o exercício. Muitos estudos falharam em demonstrar o efeito ergogênico da L-Carnitina, mas há a necessidade de mais pesquisas para definir uma conduta.

Enquanto a L-Carnitina se mostra um suplemento seguro, há uma preocupação com suplementos que contêm a D-Carnitina. Essa substância pode ser tóxica, detectar as reservas orgânicas de L-Carnitina e causar uma deficiência do nutriente. Fonte: The American Dietetic Association - Sports Nutrition - Third Edition, 1999

(http://www.virtualquimica.hpg.com.br/a_quimica_na_contextu.htm). Acesso em: 15/06/2010.

Texto 4: FATORES DE TOXIMANIA E FARMACODEPENDÊNCIA, O QUE É UM NEUROTRANSMISSOR?

O que é um neurotransmissor, onde atua e quais são suas características? Neurotransmissores São substâncias liberadas quando o terminal do axônio de um neurônio pré-sináptico é excitado. Estas substâncias, então, viajam pela sinapse até a célula alvo, inibindo-a ou excitando-a. Existem cerca de 30 neurotransmissores conhecidos, que se dividem em 4 classes:

Classe 1: Acetilcolina

Acetilcolina é um éster, e é o único neurotransmissor desta classe. ACh foi primeiramente isolada em 1914 por Otto Loewi, um fisiologista alemão, que ganhou o Nobel em 1936. Loewi demonstrou que ACh é a substância liberada quando o nervo vago é estimulado, causando a diminuição dos batimentos cardíacos. É um neurotransmissor em muitos vertebrados, e, nos humanos, está associado como os processos de memória e aprendizagem.

Classe 2:

Aminas

Norepinefrina

Adrenalina

Dopamina Além de ser um precursor para a síntese da norepinefrina, atua como um neurotransmissor em certas sinapses, regulando canais de potássio e cálcio na membrana pós-sináptica. Distúrbios nestas sinapses estão relacionados com o Mal de Parkinson e a esquizofrenia.

Serotonina (5-hidroxitriptamina, 5HT) Parece ser um dos mais importantes neurotransmissores: alterações no nível de 5-HT estão relacionadas com variações no padrão de comportamento, como o sono, os impulsos sexuais, humor, entre outros. Além do cérebro, está presente em vários órgãos no corpo humano, e é um potente vasoconstrictor.

Classe 3: Aminoácidos

Vários aminoácidos existem em grandes concentrações no cérebro. Como muitos são precursores e/ou metabólitos de muitas reações no cérebro, fica difícil saber se são ou não neurotransmissores. Alguns, entretanto, comprovadamente possuem neuroatividade, inibindo ou excitando a membrana pós-sináptica. Entre eles, os exemplos abaixo:

Gama-aminobutírico (GABA)

Glicina

Glutamato

Classe 4: Peptídeos

Alguns peptídeos (macromoléculas formadas por uma dada sequência de aminoácidos) são, também, neurotransmissores. Entre estes a Insulina, que além de ser um hormônio também é um neurotransmissor. E outros peptídeos, como a endorfina e a oxitocina.

Conceito de Drogas Droga é o nome genérico com que se designam em Toxicologias as substâncias, naturais ou sintéticas, que alteram transitoriamente o comportamento físico e emocional daqueles que a consomem.

Problema social dos mais graves, a toxicomania, ou mania de intoxicar-se com entorpecentes, pela ingestão de drogas, tem suscitado vários movimentos e a fundação de inúmeras entidades públicas e particulares, que visam ao esclarecimento, sobretudo da juventude, sobre os malefícios decorridos desse vício. As substâncias ou drogas mais usadas são: entorpecentes (inibidores do Sistema Nervoso), calmantes, álcool, tabaco (fumo), maconha, estimulantes, inalantes (aspiração) e alucinógenos (provocam alucinações). São drogas usadas por seu poder psicoativo (alteram a mente) e muitas delas trazem problemas físicos graves. Abuso e Perigos Com o uso contínuo de drogas, o organismo do indivíduo vai adquirindo mais resistência, obrigando-o a tomar quantidades cada vez maiores para ter os mesmos efeitos. Isto se chama tolerância e geralmente se desenvolve junto com a dependência física. Todas as drogas são prejudiciais. O perigo depende de fatores como: tipo de droga, freqüência de uso e combinação com outras substâncias. Assim, também a condição física (peso e altura), a personalidade do usuário e o ambiente onde é consumida a droga podem influir no seu efeito.

Algumas Drogas mais comuns:

Álcool Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: Substância natural derivada da fermentação de carboidratos (açúcar e farinha de cereais). A crença de que seja nutritivo é falsa. Efeitos: Embora muitas pessoas acreditem que seja estimulante, é uma droga depressora do Sistema Nervoso. Quando ingerida em pequenas doses o seu efeito é tranqüilizante, afetando o autocontrole. Em doses maiores diminui os sentidos e altera a coordenação motora, o juízo e a memória. Bebido em doses altas e por tempo prolongado, pode danificar o fígado, o coração e o cérebro, apesar de existirem fatores físicos, mentais e ambientais que produzem diferentes reações nas pessoas. Perigos: Os efeitos tóxicos do álcool podem levar à morte, pois deprimem o centro do cérebro que controla a respiração. O conteúdo calórico que apresenta nada tem a ver com proteínas, gorduras ou vitaminas. O álcool quando bebido em período longos, provoca a destruição das vitaminas A, B2, B3, B6, B13 e C do organismo. O álcool está relacionado com a origem de algumas doenças como gastrite, pancreatite, cirrose, polineurite, convulsões, delirium-tremens, anemia, pelagra, úlceras cutâneas, etc. Cocaína Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: Usada na medicina como anestésico local. Três drogas compõem a Cocaína: a anfetamina, a dextroanfetamina e metanfetamina. Elas estimulam o Sistema Nervoso, provocando uma sensação de vivacidade, agilidade na fala e aumento da atividade física e motora. Efeitos: Muitas pessoas usam cocaína para se sentirem alertas e com energia, tendo a falsa sensação de euforia e bem-estar. E quem combate a fadiga ou quer

se sentir bem usando a droga, pode desenvolver uma dependência. Como a cocaína provoca insônia, o indivíduo recorre a pílulas para dormir ou ao álcool. Aí cria-se o ciclo vicioso, pois querendo acabar com a sonolência o mesmo indivíduo se utiliza de cocaína, prejudicando intensamente o organismo. Perigos: O consumo excessivo de cocaína causa danos cerebrais, como: alterações na fala e dificuldades de expressão. Se a droga for injetada o perigo é maior, pois uma dose excessiva de cocaína injetada pode levar à morte. E o aumento da dose e da freqüência pelo indivíduo faz com que o acúmulo da droga no organismo aumente o que provoca psicose-anfetamínica: este estado se caracteriza geralmente, por pessoas desconfiadas, esquisitas, obstinadas e, muitas vezes, violentas. Maconha Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: O que determina o efeito psicoativo (alteração da mente) da planta é o tetra-hidro-canabinol (THC). E quem pensa que a maconha tem propriedades medicinais, erra. Não há nenhuma verdade científica que a droga sirva para o tratamento de reumatismo e doenças crônicas. Estas falsas conclusões só desorientam as pessoas que pensam em beneficiarem-se como uso da droga. Efeitos: O efeito do resultado fundamental depende do comportamento do indivíduo perante a droga. Ou seja, sua condição física e mental e a reação que a droga por si mesma pode provocar. Foi provado cientificamente, que a droga não aumenta a sensibilidade da pele, ouvidos e vista, como se pensava. Ao contrário, a maconha provoca perda de memória e alteração de concepção de tempo. Diminui a atenção, reduz o tempo de reação, a capacidade de aprender, afeta a percepção e a coordenação dos movimentos. Perigos: A maconha reduza defesa das pessoas às doenças e a probabilidade de que seus usuários experimentem outras drogas é grande, apesar de si só não levar às demais a maconha age como uma ponte. A maconha associada ao álcool prejudica física e psicologicamente. É muito difícil que o consumo de maconha seja legalizado, porque junto com o tabaco (fumo) e o álcool, corre-se o risco de se criar uma sociedade de doentes físicos e mentais. Sedativos Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: São conhecidos como tranqüilizante se dividem em três categorias: barbitúricos, tranqüilizantes e não barbitúricos. Os barbitúricos (os mais usados) são: pentabarbital (membutal), secobarbital (seconal) e amobarbital (amital). Efeitos: Nos depressivos os sintomas que se fazem notar são o entorpecimento (sono) e a diminuição dos reflexos. Seria um comportamento de bêbado sem álcool. A diminuição da fome, da sede, do instinto sexual e do sentimento da dor são também sintomas freqüentes. Pessoas tensas, ansiosas e que não dormem bem, usam excessivamente estes depressivos, desenvolvendo dependência. Os usuários de heroína tomam sedativos para que o efeito não passe e os usuários de estimulantes para contrabalançar as sensações de euforia. Perigos: Os sedativos são perigosos, tanto que podem provocar a morte. Um terço das mortes provocadas por drogas relaciona-se diretamente com doses excessivas de barbitúricos. Geralmente, por causa da confusão e da alteração que a droga provoca à mente, efeito do consumo contínuo. Deste modo as mortes muitas vezes são acidentais. Em algumas pessoas, mesmo em doses menores, podem levar à

estado de coma; doses moderadas, à intoxicação, paralisia, entorpecimento da fala, memória e razão. Combinados com álcool, os sedativos costumam ser fatais e a mistura de tranqüilizantes com outras drogas é prejudicial. Inalantes Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: São substâncias voláteis usadas como drogas, apesar de não serem. O que atrai nos inalantes é o seu cheiro agradável. Basicamente, o tolueno é o principal agente inalador, outros, como éter, clorofórmio e óxido nitroso (gás hilariante) também são delirantes. O nitrito de amila, de uso médico para pacientes que sofrem do coração, é também utilizado indevidamente. Efeitos: Os inalantes produzem fala enrolada, juízo enfraquecido, afetam a respiração (descompasso) causando sensação de estrangulamento, palpitações do coração e asfixia (priva o cérebro de oxigênio). Perigos: Os perigos que passam as pessoas que inalam aerossóis são muito grandes. E se os vapores forem inalados em um saco plástico, o risco de morrer por asfixia aumenta. Porque o gás freon utilizado na propulsão de aerossóis, é o maior causador de mortes ou outros problemas físicos, como: danos na medula óssea (exposição ao benzeno) e na visão, perda de peso, memória e capacidade de pensar com clareza. Os inalantes não causam uma dependência física, mas o mesmo não podemos afirmar da psicológica. Tabaco ou Fumo Componentes Químicos e/ou Farmacológicos e/ou Medicinais: Fumo é a folha seca da planta Nicotina tabacum. O fumo tem dois componentes farmacológicos importantes: a nicotina e o alcatrão. O tabaco não tem nenhum uso médico. Efeitos: A fumaça quando inalada da primeira vez, causa tonturas, náuseas e vômitos em algumas pessoas. A ingestão contínua de nicotina origina doenças cardiovasculares como a arteriosclerose e ataque do coração. As primeiras funções a serem atacadas pelo tabaco são respiração e Sistema Nervoso, alterando prejudicialmente o organismo. Em seus estudos epidemiológicos, constatou-se uma relação indiscutível entre o câncer do pulmão e o hábito de fumar. O mesmo pode-se dizer do câncer de boca, faringe e estômago. Perigos: Os sintomas que aparecem na respiração dos tabagistas caracterizam-se por respiração ruidosa, dores de peito e infecções constantes nas vias respiratórias superiores. Do mesmo jeito que afeta as vias respiratórias, o tabaco é um perigo para a mulher grávida. Fumar excessivamente durante a gestação está intimamente interligado com a mortalidade pré-natal e o nascimento de crianças abaixo do peso e tamanho normais. É uma droga que induz à dependência e como a maconha, pode levar ao experimento de outras drogas, fato que acontece mais durante a adolescência. Fonte: Centro Brasileiro de Informações sobre Drogas Psicotrópicas – CEBRID, Química web – Professor Minatti – UFSC. (http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem001.asp) Acesso em: 15/06/2010.

Texto 5: AÇÚCARES E ADOÇANTES QUÍMICOS

A classe dos glicídios (do grego glicos, "doce") é muito ampla e abrange

desde o açúcar comum até compostos muito complexos, como a celulose e o amido, que são produzidos nos vegetais pelo processo de fotossíntese.

A importância dos glicídios é enorme. Apenas como exemplo, lembramos que a celulose está presente na madeira, em tecidos (algodão e linho), é matéria-prima na fabricação de papel, celulóide, celofane, algodão-pólvora, etc. O amido por sua vez é um alimento fundamental para os homens e animais. Os glicídios aparecem também nos chamados ácidos nucléicos, que são constituintes fundamentais das células vivas.

É importante ainda lembrar que o estudo dos glicídios já passa a ser objeto da BIOQUÍMICA, que, como o nome diz, é a parte da química que estuda os compostos e as reações que ocorrem nos seres vivos. A Bioquímica nasceu da Química Orgânica e hoje é uma ciência autônoma e altamente desenvolvida.

Principais Glicídios (Incluindo: Açúcares e Adoçantes)

Glicose, Glucose, Dextrose ou Açúcar de Uva É uma aldo-hexose de fórmula C6H12O6.A glicose é encontrada nas uvas e em vários frutos. Ela é obtida, industrialmente, pela hidrólise do amido.

A glicose é usada na alimentação (na fabricação de doces, balas, etc.). É também chamada de "açúcar do sangue", pois é o açúcar mais simples que circula em nossas veias. No sangue humano, a sua concentração é mantida entre 80 e 120 mg por 100 ml, pela ação de hormônios secretados pelo pâncreas. Se por doença ou falta prolongada de alimentação essa concentração diminui (hipoglicemia), a pessoa deverá receber soro glicosado (que é importante na recuperação de pessoas debilitadas); se, pelo contrário, a concentração de glicose no sangue aumentar (hiperglicemia), a pessoa apresentará sintomas conhecidos por diabete e deverá receber medicamentos, como, por exemplo, a insulina. Testes comuns para teor de glicose no sangue pode ser efetuado com a glico-fita que em contato com a urina assume cores que indicam a taxa de glicose.

Frutose ou Levulose

É a cestose mais comum, de fórmula molecular C6H12O6. A frutose é encontrada no mel e em muitos frutos (daí seu nome "açúcar de frutas"). É obtida por hidrólise de um polissacarídeo chamado insulina. É também usada na fabricação de alimentos.

Sacarose, Açúcar de Cana ou Açúcar Comum

É um dissacarídeo, de fórmula C12H22O11, encontrado principalmente na cana de açúcar e na beterraba. Estruturalmente a sacarose resulta da condensação de uma molécula de glicose e uma molécula de frutose (condensação é a união dessas duas moléculas com eliminação de uma molécula de água). A sacarose é um açúcar não redutor (não reduz os reativos de Fehling e Tollens), porque não possui radicais aldeídos livres. Ela pode ser hidrolisada, por ácidos diluídos ou pela ação da enzima invertase, liberando a glicose e a frutose que existem em sua estrutura:

C12H22O11 + H2O à C6H12O6 + C6H12O6

Sacarose Glicose Frutose

Essa reação é denominada inversão da sacarose, pois, durante a sua realização, o plano da luz polarizada desvia-se da direita (+66,5º) para a esquerda (-39,6º). O mel é formado principalmente por açúcar invertido, isto é, por uma mistura de glicose e frutose. No Brasil, a sacarose é obtida por cristalização do caldo de cana e utilizada na alimentação, no fabrico do álcool,etc. Na Europa, a sacarose é produzida principalmente a partir da beterraba. Até o século XVIII o açúcar era considerado um artigo de luxo e quase só usado como medicamento calmante. Foi a partir da disseminação da cana de açúcar na América e do açúcar de beterraba na Europa que se iniciou o consumo desse produto como hoje conhecemos.

Lactose ou Açúcar do Leite

É um polissacarídeo, de fórmula (C6H10O5)n, que atinge massas moleculares da ordem de 400.000. A celulose existe praticamente em todos os vegetais; o algodão, por exemplo, é celulose quase pura. A celulose é formada pela condensação de um grande número de moléculas de b - glicose. As verduras, frutas e cereais fibrosos que ingerimos contêm quantidades maiores ou menores de celulose. Nosso organismo não a digere porque nem no estômago nem nos intestinos existem enzimas capazes de quebrar as moléculas de celulose; consequentemente, toda a celulose que ingerimos acaba sendo eliminada nas fezes; no entanto a ingestão de alimentos fibrosos é importante para o bom funcionamento dos intestinos. Lembramos, porém, que animais herbívoros (boi, cavalo, ovelha, etc.) digerem a celulose de ervas como o capim, por que são auxiliados, neste processo, por bactérias e protozoários existentes em seus aparelhos digestivos. Industrialmente, a celulose do algodão é usada para a produção de tecidos e a madeira (pinheiros, eucaliptos, etc.) é usada para a produção de papel.

Amido

É também um polissacarídeo. Sua fórmula é (C6H10O5)n e tem massa molecular entre 60.000 e 1.000.000. É encontrado freqüentemente nos vegetais: em cereais (arroz, milho trigo, etc.) e em raízes (batata, mandioca, etc.). O amido constitui reserva alimentar dos vegetais. O amido é formado pela condensação de moléculas de alfa-glicose, que são libertadas quando o amido é hidrolisado. Por isso, as substâncias amiláceas constituem um ótimo alimento para o homem e os animais. Em contato com o iodo, o amido produz uma coloração violeta escuro, razão pela qual o amido é usado como indicador do iodo.

Glicogênio

É um polissacarídeo também formado pela condensação de moléculas de glicose. Sua fórmula é (C6H10O5)n e apresenta uma estrutura ramificada, como mostramos

a seguir: O glicogênio existe nos músculos e no fígado dos animais, constitui uma reserva alimentar. Quando o organismo necessita de glicose, imediatamente transforma o glicogênio em glicose; daí o glicogênio ser conhecido como "amido animal". Fonte: Jorge Derbly, Ricardo Feltre – Otto Alcides Bioquímica Básica, site: Química - UFSC. (http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem001.asp) Acesso em: 15/06/2010.

Texto 6: A ERA DOS PLÁSTICOS

A "Era dos Plásticos", uma síntese de nossa época.

Um polímero é uma macromolécula formada pela repetição de pequenas e simples unidades químicas (monômeros), ligadas covalentemente. Se somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do polímero, esse é chamado de homopolímero. Se espécies diferentes de monômeros são empregadas, o polímero recebe a denominação de copolímero. Polímeros biológicos fundamentam a existência da vida e existem desde o surgimento da primeira célula na superfície da terra. Os polímeros naturais têm sido empregados pelo há muito tempo: asfalto era utilizado em tempos pré-bíblicos; âmbar já era conhecido pelos gregos e a goma pelos romanos. Os polímeros sintéticos, porém, somente surgiram no último século. Um grande marco na história da indústria de plásticos foi a descoberta do processo de vulcanização da borracha em 1839 (a partir do látex, um polímero natural, que já era largamente empregado) pela Goodyear. O próximo grande passo foi a nitração da celulose, resultando na nitrocelulose, produto comercializado primeiramente por Hyatt, em 1870. De seu produto foi obtido o celulóide, alavancando a indústria cinematográfica. Em 1865, foi descoberto o processo de acetilação da celulose, resultando em produtos comerciais de grande uso no início do século XX, como fibras de rayon, celofane, entre outros. Entretanto, o primeiro polímero puramente sintético somente surgiu em 1907; resinas de fenol-formaldeído foram produzidas por Baekeland - entre elas, o primeiro polímero sintético de uso comercial: o "Bakelite". Desde então, a indústria e o uso de polímeros não pára de crescer. Hoje, mesmo roupas e demais vestimentas são feitas com fibras poliméricas sintéticas. Roupas especiais, como o uniforme de astronautas, vestes dos corredores de fórmula 1, e roupas de mergulho submarino também são produzidas com polímeros especiais, que possuem as propriedades desejadas em cada caso. Alguns polímeros foram verdadeiros salva-vidas. A polimerização do N-vinilpirrolidona foi recebida com grande satisfação durante a Segunda Guerra Mundial, quando os alemães usaram soluções salinas do polímero como um substituto do plasma sangüíneo nos soldados feridos de suas tropas. O PVP - poli (vinilpirrolidona) possui um baixo grau de toxidade e tem sido utilizadas também em cosméticos, adesivos, indústria têxtil, lentes de contato, e numa variedade de fármacos, incluindo a manufaturação de materiais micro-encapsulados. Um complexo de PVP com iodeto é um dos anti-sépticos mais utilizados.

1930 Borracha estireno-butadieno 1943 Silicones

1936 Poli(cloreto de vinila)(PVC) 1944 Poli (etileno teraftalato)

1936 Policloropreno (neopreno) 1947 Epóxis

1936 Poli (metil metacrilato) 1948 Resinas ABS

1936 Poli (acetado de vinila) 1955 Polietileno linear

1937 Poliestireno 1956 Poli (oximetileno)

1939 Nylon 66 1957 Polipropileno

1941 Poli (tetrafluoroetileno) (teflon) 1957 Policarbonato

1942 Poliésteres insaturados 1964 Resinas ionoméricas

1943 Polietileno ramificado 1965 Poli (imidas)

1943 Borracha butilada 1970 Elastômeros termoplásticos

1943 Nylon 6 1974 Poliamidas aromáticas

Fonte: Química web - UFSC. (http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem001.asp) Acesso em: 15/06/2010.

Considerações Finais

A proposta a que se destina este trabalho é fazer uso de outro instrumento avaliativo, o portifólio e verificar a sua potencialidade como forma de acompanhar o desenvolvimento intelectual dos alunos. Por meio de sua elaboração espera-se desenvolver nos alunos características tais como a criatividade, a tomada de decisão, o gosto pela leitura e a interpretação de textos, que neste caso estarão relacionados com temas voltados à química. Neste sentido, busca-se estimular o processo de aprendizagem e despertar nos mesmos qualidades tão necessárias a uma formação educacional e cidadã.