DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009 - … · onde vão?” (Canto: 1996) apresenta de forma...

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

VANIA MARIA SENA DE SANTANA

PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA

IVAIPORÃ2010

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃOSUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO

DIRETORIA DE POLÍTICAS E PROGRAMAS EDUCACIONAISPROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA

VANIA MARIA SENA DE SANTANA

A LEITURA E A QUÍMICA DAS SUBSTÃNCIAS

Caderno pedagógico desenvolvido por meio do Programa de Desenvolvimento Educacional - PDE, mantido pela Secretaria de Estado da Educação do Paraná SEED, em convênio com a Universidade Estadual de Londrina – UEL. Orientador: Profª. Drª. Flaveli Aparecida Souza Almeida

IVAIPORÃ2010

SUMÁRIO

1 DADOS DE IDENTIFICAÇÃO.............................................................................042 APRESENTAÇÃO...............................................................................................053 INTRODUÇÃO.....................................................................................................064 PROCEDIMENTO MEDOTOLÓGICO.................................................................075 UNIDADES DIDÁTICAS .....................................................................................095.1 UNIDADE 1 - É HORA DE CONVERSAR.......................................................095.2 UNIDADE 2: A QUÍMICA ATRAVÉS DO LÚDICO: BRINCANDO E APRENDENDO.......................................................................................................155.3 UNIDADE 3: LEITURA E A QUÍMICA .............................................................345.4 UNIDADE 4: REATIVIDADE DOS METAIS.....................................................616 CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................667 REFERÊNCIAS....................................................................................................67

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1 DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

PROFESSOR PDEVânia Maria Sena de Santana

ÁREA PDEQuímica

NREIvaiporã

PROFESSOR ORIENTADOR IESFlaveli Aparecida Souza Almeida

IES VINCULADAUEL- Universidade Estadual de Londrina

ESCOLA DE IMPLEMENTAÇÃOColégio Estadual Barbosa Ferraz – Ensino Médio, Normal e Profissional.

PÚBLICO OBJETO DA INTERVENÇÃOAlunos do 40 período do PROEJA.

TEMA DE ESTUDOEnsino de química para o PROEJA (educação de jovens e adultos) com

livro paradidático.

TÍTULO A leitura e a Química das substâncias

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2 APRESENTAÇÃO

A leitura pode abordar o conhecimento cientifico aliado ao cotidiano dos

alunos, pois as maiorias destes já visualizaram as transformações sofridas por

substâncias em geral, como a formação do zinabre ou entre outros casos, como eles

dizem “perde o brilho e fica escuro”. Desta forma partiram-se destes conhecimentos,

para explicar a formação destes compostos, através da formação de cátion, anions,

ligações químicas, reações químicas, tendência à oxidação e comparação com

outros metais. O uso de textos e livro paradidático é viável em vários momentos e

pode ser abordado em diferentes níveis do conhecimento cientifico. Para

complementar a aprendizagem por meio da leitura utilizou-se as estratégias de

experimentação e jogos didáticos.

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3 INTRODUÇÃO

Quando se trabalha com a modalidade de jovens e adultos, tem-se uma

dificuldade maior quanto ao ensino de química, pois eles vêem a mesma como uma

disciplina inatingível, não consegue ligá-la ao seu cotidiano, a percebê-la presente

em suas vidas. Muitas vezes não conseguem identificá-la na presença da química

num simples aperto de mão, nos materiais hospitalares, na preservação do meio

ambiente, quando se corre, come, anda, ou simplesmente respira. Assim, esta é a

função do professor, relacionar os conteúdos sociais aos científicos, fazê-los

reconhecer o valor da ciência na busca do conhecimento, mudar as visões

dogmatizadas da disciplina, que tem como conseqüência vetar a maior parte das

pessoas ao acesso ao conhecimento cientifico.

O PROEJA é uma nova modalidade de ensino que une o ensino médio na

forma EJA e o ensino profissionalizante ao mesmo tempo e em um período dois

anos. O professor precisa de uma visão muito ampla e muita experiência para

conseguir trabalhar de maneira eficiente, e a leitura é muito importante, pois para

alcançar os objetivos propostos para o curso em um tempo tão limitado o professor

terá que utilizar estratégias de ensino para ter êxito na formação dos alunos,

Abordar o estudo das substâncias utilizando o livro paradidático “Minerais,

Minérios, Metais: De onde vem? Para onde vão? “(Canto: 1996), sem dúvida

despertará o interesse do aluno e contribuirá para estudar o tema em foco”. Dar

preferência a textos que sejam pertinentes e possibilitem a partir do contexto

abordar outros conteúdos de química. Que possibilitem a interdisciplinaridade no

que tange a questão ambiental, como: água, solo, desmatamento, questões

econômicas, mão de obra etc. Ao se trabalhar com textos e o livro paradidático o

aluno tem a possibilidade de aprimorar e desenvolver o hábito da leitura.

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4 PROCEDIMENTO MEDOTOLÓGICO

Este material será aplicado para os alunos do 4o período do PROEJA do

Colégio Estadual Barbosa Ferraz Colégio Estadual Barbosa Ferraz – Ensino Médio,

Normal e Profissional.

As metodologias de ensino para a Educação de jovens e Adultos, na

modalidade PROEJA devem ser desenvolvidas criteriosamente para o sucesso na

aprendizagem.

A leitura de textos e livros paradidáticos é a estratégia usada para

motivação e abordagem de conteúdos em uma proposta de ensino para jovens e

adultos apoiada num currículo flexível e numa aprendizagem significativa. Uma

metodologia é utilizar como incentivo à leitura e utilizar livros paradidáticos com

conexão aos conteúdos trabalhados. Esta conexão contempla a experimentação e

jogos didáticos. O livro paradidático “Minerais, Minérios, Metais: De onde vem? Para

onde vão?” (Canto: 1996) apresenta de forma interessante a relação da

humanidade, no decorrer da história, com os minérios e minerais e possibilita várias

discussões no âmbito das dimensões: ambientais, econômicas, políticas e sociais,

apontando para uma visão interdisciplinar do assunto. Neste enfoque, associar a

relevância do estudo das substâncias, explorando também a experimentação para

que o educando possa visualizar uma transformação química que ocorre com metais

e compreender os conceitos pertinentes estabelecendo relações de tal experimento

com aspectos da sua vivência .

Foi elaborado um caderno pedagógico com quatro unidades para melhor

aplicar estas metodologias de ensino. Estas unidades serão desenvolvidas no

decorrer do segundo semestre de 2010, conforme descrito a seguir.

Na unidade 1 será explorado o conhecimento já adquirido no cotidiano do

aluno, ou seja, será transformado o conhecimento do senso comum para o

conhecimento científico de elementos químicos, tabela periódica, átomos e

moléculas.

Na unidade 2 utilizará a atividade do jogo didático para abordar cátions,

anions, número de oxidação e fórmulas químicas.

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Na unidade 3 será feito à leitura de textos retirados do livro paradidático

“Minerais, Minérios, Metais: De onde vem? Para onde vão? “(Canto: 1996)

abordando os conteúdos de substancias simples, compostas, equação química e

estequiometria”.

Na unidade 4 utilizará a estratégia da experimentação com a abordagem

de reatividade de metais.

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5 UNIDADES DIDÁTICAS

5.1 UNIDADE 1 - É HORA DE CONVERSAR

Possibilitar a elaboração progressiva das noções científicas fazendo a

leitura dos textos do caderno nº. 3 do Kit “Caminhos das rochas” (mineropar, 2005),

que mostra onde estão empregados vários destes minerais. Expor o tema minérios e

minerais, mostrando alguns minérios e esclarecendo que quando o homem tem um

valor econômico viável para este minério ele passa a ser considerado um recurso

mineral e rende divisas para o estado. A humanidade tem uma dependência muito

grande destes minerais. Na casa onde moramos são usados vários elementos feitos

com produtos de origem mineral, a nossa alimentação depende, muitas vezes, da

aplicação de minerais, etc.

- OBJETIVOFazer uso de minerais para motivar e contextualizar a revisão dos

conceitos científicos pertinentes aos conteúdos sugeridos.

- CONTEÚDOElementos químicos, tabela periódica, átomos e moléculas,

- DICAS PARA O PROFESSORVídeo sobre a extração de minérios e o meio ambiente

http://www.youtube.com/watch?v=zz6ELF69x8g&NR=1

A coleção de minerais foi enriquecida com outros minérios encontrados

na região e apresentada aos alunos para que manuseem e conversem sobre os

minérios. O professor deve ambientar e motivar os alunos à tarefa de observar e

captar que tipo de dados são capazes de levantar, sem direcioná-los

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Fonte: MINÉRIOS DO PARANÁ S/A – MINEROPAR

O professor intervém mostrando numa tabela periódica os elementos

químicos que são encontrados em alguns minérios, como o apresentado nos textos

abaixo.

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Continuar conversando com os alunos mostrando, com o auxílio do

retroprojetor a imagem de uma casa e mostrar que os minerais estão muito próximos

de nós.


ATIVIDADE DIRECIONADA

Vamos juntos resolver as questões abaixo, relembrando alguns conceitos

já estudados.

1)Quais os elementos químicos que aparecem na composição da casa? Identifique-

os e classifique-os com o auxilio de uma tabela periódica.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

2) O aço inoxidável é uma substância pura e composta ou uma mistura.Justifique.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

3) Considerando que o granito é formado pela união de quartzo, mica e feldspato, e

cada um destes é uma molécula, como você o classifica? Justifique:

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___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

4) Por que os fios da rede elétrica da casa são feitos de cobre?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

5) Quais as vantagens do uso do alumínio em relação ao uso do ferro nas

esquadrias das janelas?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

6) Explique por que os minerais são recursos naturais não-renováveis:

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

7) A mistura de cimento, areia, água e cal formam a massa usada nas construções.

A massa pode ser mais fraca ou mais forte, dependendo da quantidade de cimento e

de areia empregados. O que significa dizer que o pedreiro deve usar uma proporção

de areia e de cimento em torno de 6:1?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

8) Assistir ao vídeo sobre a extração de minérios e impacto ambiental.

BIBLIOGRAFIA:

QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, nº 25 –maio -2007; seção “Relatos em sala de Aula” Da mineralogia à química – p. 20 a 26

MINÉRIOS DO PARANÁ S/A – MINEROPAR – série “geologia na escola”, caderno nº 3 Curitiba, Pr. 2005.

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WWW.diadiaeducação.pr.gov.br, acessado em 1/05/2010 às 12:51. Artigo de Gilberto Januário “Materiais Manipuláveis: Uma Experiência Com Alunos da Educação de Jovens E Adultos”.

5.2 UNIDADE 2: A QUÍMICA ATRAVÉS DO LÚDICO: BRINCANDO E

APRENDENDO

Os jogos didáticos permitem um contato simulado com a realidade

modelada, permitindo tanto um espaço de vivência e apreciação quanto de

experimento e reflexão. Segundo Robaina (2008), “O jogo não deve ser considerado

um evento ao acaso ou uma atividade isolada, com o fim em si mesmo. Deve ser

visto como uma das atividades dentro de uma seqüência definida de aprendizagem

e um meio a serem usados para se alcançar determinados objetivos educacionais”.

Pensando no público da EJA, que são, em sua maioria, pessoas que tem

no seu dia-a-dia uma carga muito grande de responsabilidades e preocupações, o

uso do jogo como método para estudar um determinado conceito científico, torna o

aprendizado prazeroso e facilita a proximidade do aluno com a disciplina de química

que exige raciocínio lógico-formal para a compreensão de seus conceitos. Esses

recursos poderão atuar como catalisadores do processo natural de aprendizagem,

aumentando a motivação e estimulando o aluno, de modo a aumentar a quantidade

e a qualidade de seus estudos.

O jogo é um recurso didático importante para o desenvolvimento do

raciocínio. Utilizando jogos conhecidos popularmente como o quebra-cabeça, que

nos ajudará aliando sua dinâmica e regras ao conceito químico e facilitará a

receptividade dos alunos para estes conceitos, pois os mesmos terão que fabricar o

jogo e no processo de manufatura estarão aprendendo. A interação do lúdico com

os conteúdos da disciplina torna-se ferramentas importantes no desenvolvimento

das atividades propostas.

- OBJETIVOAs atividades ludo-pedagógicas devem desenvolver nos alunos a leitura

de recomendações e regras; trabalho em equipe; compreensão do processo e do

resultado obtido, reconhecendo as moléculas químicas e sua formação.

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- CONTEÚDOSCátion e ânion; fórmulas químicas; número de oxidação.

- DICA PARA O PROFESSORQuestão para discussão. COMO SÃO FORMADAS AS SUBSTÂNCIAS?

- MATERIAL UTILIZADO• Cartas de baralho usadas

• Etiquetas impressas com cátions e ânions ou brancas para escrever os

cátions e ânions

• Canetas coloridas

• Tesoura

• Tabela de cátions e ânions

- REGRAS

• Separar os alunos em grupos

• Distribuir o material para cada grupo, para confeccionar as peças.

• Escrever o nome de uma substância química no quadro que deve ser

formada, a molécula pelos alunos, usando o jogo.

• Observar que cada molécula deve ter o encaixe perfeito nas fendas,

como chave e fechadura.

• Não deve sobrar nenhuma ponta sem encaixe dos elementos.

• Após realizada a montagem da molécula o aluno deve escrever a

fórmula obtida numa folha de papel.

• Ganha o jogo o grupo que conseguiu montar o maior número de

fórmulas certas.

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PEÇAS PARA O JOGO

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Questões para análise

Todas as moléculas encontradas na natureza são sempre neutras?

Como explicar as soluções naturais, como a água do mar?

BIBLIOGRAFIA

HENKE, Melissa. Monografia da Especialização Química do Cotidiano na Escola. Orientação Profª Drª Flaveli Almeida .

ROBAINA, José Vicente Lima. Química Através do Lúdico: brincando e aprendendo. Canoas – Editora ULBRA, 2008

5.3 UNIDADE 3: LEITURA E A QUÍMICA

As substâncias metálicas, geralmente são produzidas a partir de um

processo industrial chamado metalurgia, onde minérios são purificados e sua

principal substância é extraída para ser submetida a uma reação química adequada

para a produção de uma substância simples metálica. Cada texto proposto para

leitura foi retirado do paradidático “minerais minérios metais: De onde vem”? Para

onde vão? A estratégia usada como tema motivador para o estudo das substâncias

é usar o texto para a construção de conhecimento sobre reações químicas,

relembrando conceitos iniciais de substâncias como: substâncias simples e

compostas; propriedades das substâncias; fórmulas das substâncias com atividades

lúdicas utilizando as fórmulas dos minerais para montar jogo lembrando a

metodologia de chave e fechadura, utilizando alguns cátions e ânions, onde durante

as atividades o aluno poderá perceber que a fórmula é a representação gráfica do

que ocorre entre os átomos para formar uma substância. Explorar também o

conceito de número de oxidação; e a partir dos exemplos de reações contidas no

texto mostrar experimentalmente oxidações de metais no nosso cotidiano.

- OBJETIVOPropor a leitura e a interpretação de textos como metodologia para

entender conceitos químicos;

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- CONTEÚDOSReação de simples troca; reatividade dos metais.

- DICAS PARA O PROFESSORO professor pode filmar cada reportagem para depois passar para a

turma.

TEXTO 1: O cobre: de fios elétricos a instrumentos musicais.

Trata-se de um elemento relativamente raro na crosta terrestre, sendo

responsável por apenas 0,0068% de sua massa. Além da ocorrência no estado

nativo, mais de 360 minerais de cobre são conhecidos, mas apenas alguns são

explorados como minérios.

No caso da calcosita (Cu2S), o método usado para obter o cobre consiste

na ustulação do minério. Ustulação é o aquecimento de um minério do tipo

sulfeto na presença de oxigênio.

Durante esse processo, o cobre fica livre, isto é, na forma de substância

simples, e o enxofre se combina com o oxigênio produzindo o gás dióxido de

enxofre. Este último é um sério poluente, contribuindo para o aumento exagerado de

acidez na chuva. Cabe à indústria impedir sua liberação para a atmosfera; uma

opção bastante econômica para isso é o aproveitamento desse gás na obtenção de

ácido sulfúrico.

Cu2S + O2 ∆ 2Cu + SO2

O principal minério de cobre é a calcopirita (FeS.CuS). Industrialmente,

ela é submetida a um processo complexo que produz Cu2S, cuja ustulação fornece o

cobre metálico com várias impurezas, tais como ferro, zinco, chumbo, níquel, prata e

ouro. O produto passa então por um processo de purificação, chamado de refino

eletrolítico, pelo que se obtém, finalmente, o cobre, com sua cor marrom

avermelhada característica e com pureza superior a 99,9%.

Esse cobre de alto grau de pureza é especialmente útil na indústria de

equipamentos elétricos. Já que é um ótimo condutor elétrico. Devido a sua baixa

tendência à oxidação, é empregado na fabricação de tubulações para água quente,

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de utensílios domésticos, de moedas e de inúmeras ligas metálicas, destacando-se

o latão, empregado para fazer alguns instrumentos musicais, e o bronze, usado em

sinos, estátuas e medalhas.

Quando exposto ao ar úmido com gás carbônico, o cobre lentamente se

oxida, ficando coberto por uma camada esverdeada chamada azinhavre, de zinabre

de pátina ou de verdete, cuja fórmula é CUCO3. CU(OH)2. Uma vez que compostos

de cobre são venenosos quando ingeridos, recipientes culinários desse metal devem

estar limpos para remover o azinhavre. Isso pode ser feito, por exemplo, esfregando-

se bem a superfície com líquidos ácidos, como vinagre ou suco de limão.

A coloração verde clara de monumentos feitos de cobre se deve à

camada de azinhavre formada com o passar dos anos. (CANTO, p.55 e 56)

TEXTO 2: O OURO: O METAL DA NOBREZA

O ouro desfruta um status inigualável entre a humanidade. Usado desde a

Antiguidade para ostentar riqueza e poder (o que acontece ainda hoje), corresponde

também, no moderno mercado financeiro, ao metal usado para garantir reservas

monetárias e é uma das formas de aplicação de capital utilizadas pelos investidores.

È usado como moedas, em joalherias e outros ornamentos. Quando transformado

em lâminas, é empregado na duração de objetos.

Na verdade, o ouro possui alto custo por dois motivos. Em primeiro lugar,

ele é útil ao homem, sobretudo pela sua característica de resistência à corrosão, e,

FICHA

1) Qual o nome do minério estudado?

2) Qual a fórmula deste minério?

3) Qual a substância extraída deste minério?

4) Por que sua extração é tão importante para a humanidade? Como podemos

utilizá-lo?

5) Qual a equação química que representa o que ocorre na indústria metalúrgica?

6) Quais as propriedades que tornam esta substância tão valorizada?

7) Quais os conceitos químicos abordados no texto?

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em segundo, por não ser tão abundante. Caso fosse, a oferta excederia à procura,

consequentemente o seu preço cairia.

Esse metal amarelo é, dentre todos os mais maleáveis e dúcteis.

Maleabilidade é a capacidade de ser transformado em lâminas; e ductibilidade, a de

ser convertida em fios. De fato, é possível obter folhas de ouro de espessura dez mil

vezes menor que 1 milímetro, partindo de um grama do metal, conseguir 2

quilômetros de finíssimo arame. Não é atacado por nenhum ácido conhecido, mas é

corroído pela água-régia, que é uma mistura de três partes de ácido clorídrico e uma

parte de ácido nítrico, ambos concentrados.

O ouro, que existe na natureza como substância simples pode ser

encontrada sob forma de veios e de pepitas.

Veios de ouro são incrustações do metal presentes em rochas. Nos veios,

o processo de extração consiste na mineração. As rochas são retiradas – através de

picaretadas, dinamitações ou uso de máquinas que as cortam e removem – e, a

seguir, processado para separar o ouro.

No passado geológico, por meio da erosão, muitos fragmentos de ouro

metálico foram carregados até se depositar em vales fluviais, Isto é, associados ao

curso de um rio (depósitos realizados por águas correntes são denominados

aluviões). Esses pedaços de ouro são chamados pepitas. O processo usado para

obtê-las é o garimpo, no qual os sedimentos acumulados nesses vales são

revolvidos à sua procura.

Nos mesmos locais são encontrados também fragmentos muito

pequenos, difíceis de separar manualmente. Nesses casos, os garimpeiros

empregam um modo de separação que utiliza mercúrio. Trata-se de um processo

bastante eficaz no que diz respeito à obtenção do ouro, mas, por outro lado, constitui

uma gravíssima ameaça ao meio ambiente.

O que são quilates?

O ouro puro não costuma ser usado em jóias, justamente porque é muito

maleável e se deforma com facilidade. Geralmente o que se faz é misturá-lo com

cobre e/ou prata, a fim de obter um material menos sujeito à deformação. A escala

de quilates é aplicada a peças de ouro para indicar o teor desse metal nelas

presente.

O chamado “ouro 24 quilates” é o ouro puro, ou seja, em cada 24 gramas

do material, 24 gramas de ouro. Por outro lado, a expressão “ouro 18 quilates”

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significa que em cada 24 gramas do material, 18 gramas são de ouro, e o restante é

cobre e/ou prata.

Fica claro, portanto, que uma peça de ouro só não pode ter um valor de

quilates superior a 24.

Jóia feitas, por exemplo, com ouro 12 quilates – ou seja, que contém,

portanto, apenas 12 gramas desse material em cada 24 gramas de massa –

apresentam alto teor de cobre. São, por esse motivo, mais avermelhadas, e se

oxidam com mais facilidade do que o ouro 18 quilates. Trata-se do chamado “ouro

baixo”, ou seja, que apresenta baixo teor de ouro na peça.

Embora a palavra quilate seja também usada para pedras preciosas,

como diamantes e rubis, o significado não é o mesmo. Nesse caso, trata-se de uma

medida da massa da pedra preciosa, sedo que 1 quilate corresponde a 200

miligramas. Assim, por exemplo, a expressão “diamante 2 quilates” significa que ele

possui massa 400 miligramas. (p.45 e 46)

TEXTO3: PRATA: DE ESPELHOS A CHAPAS FOTOGRÁFICAS

Além do seu conhecido uso em joalheria, a prata, por ser um metal

resistente à oxidação e possuir altíssimo brilho, é utilizada para fazer espelhos,

medalhas e utensílios de mesa. Nos utensílios, é empregada a chamada “prata de

lei” (liga de 92,5% de prata com 7,5% de cobre).

FICHA

1)Qual o nome da minério estudado?

2)Qual a fórmula deste minério?

3)Por que sua extração é tão importante para a humanidade? Como podemos

utilizá-lo?

4)Qual a equação química que representa o que ocorre na indústria metalúrgica?

5)Qual a substância simples produzida

6)Quais as propriedades que tornam esta substância tão valorizada?

7)Quais os conceitos químicos encontrados no texto?

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A prata é também utilizada indústria eletrônica e na de materiais

fotográficos. É ela que, na forma de substância simples, dá os tons de preto e

branco.

Embora ocorra em estado nativo, sua principal fonte é o minério argentita

(Ag2S), que submetido à ustulação (aquecimento na presença de oxigênio) fornece

prata metálica.

Ag2S + O2 ∆ 2 Ag + SO2

Os principais produtores mundiais de prata são México, EUA, Peru, EX-

URSS, Canadá. O Brasil aí não se destaca, pois sua produção, que é na ordem de

60 toneladas anuais, não é apreciável.

Por que a prata escurece com o tempo?

Quando em presença de gás sulfídrico (H2S) ou de algumas substâncias

que contém enxofre, a prata sofre um enegrecimento, devido à formação de uma

camada superficial de sulfeto de prata (Ag2S). Isso é facilmente constatado quando

objetos de prata, como bandejas ou faqueiros, ficam expostos à atmosfera por longo

período ou quando usamos talheres de prata para tomar sopa que contenha cebola

ou ovo. Jóias de prata também escurecem sob a ação do suor, mas, como este tem

composição variável de pessoa para pessoa, essas jóias costumam levar períodos

sensivelmente diferentes para escurecer, dependendo do indivíduo.

Essa película escura, proveniente da oxidação da prata, pode ser

removida com o uso de limpadores comerciais, que removem essa camada

superficial, porque a “lixam”, atuando como abrasivos (isto é que remove por atrito),

e/ou porque reagem quimicamente com ela. Após sucessivas aplicações desses

limpadores, o objeto diminui sensivelmente sua espessura.

Como limpar a prata sem desgastar a peça?

Uma receita caseira para limpar um objeto de prata consiste em colocá-lo

dentro de um “marmitex” de alumínio, cobri-lo com uma solução aquosa de

bicarbonato de sódio e deixá-lo assim por algumas horas. Esse processo faz com

que a prata que estava oxidada volte a ser prata metálica, reincorporando-se à peça,

evitando o desgaste.

O método se baseia na diferença de nobreza entre a prata e o alumínio. A

prata, mais nobre, sofre redução enquanto o alumínio menos nobre, sofre oxidação.

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O mesmo processo pode ser usado para remover azinhavre de objetos de cobre. (P

58,59 E 60)

TEXTO4: MERCÚRIO: A PRATA LIQUIDA

Embora o mercúrio seja mais raro do que o ouro, correspondendo a cerca

de 8.10-6% da massa da crosta terrestre, suas fontes são mais concentradas, o que

torna sua obtenção um pouco mais fácil.

Amostras de mercúrio foram encontradas em sepulturas do século XVI

a.C. O filósofo grego Aristóteles, em IV a.C, já o chamava de prata liquida (em grego

hydrargyros, de hydro,”água”, e árgyros, “prata”; daí o símbolo químico atual Hg).

Seu principal minério é o cinábrio (HgS), que submetido à ustulação

(aquecimento em presença de oxigênio) produz vapor de mercúrio. Este, quando

resfriado `temperatura ambiente, converte-se em um líquido prateado, largamente

utilizado pela nossa civilização.

HgS + O2 ∆ Hg + SO2

Dos mais de 2 mil usos do mercúrio já relatados, os mais conhecidos são

em termômetros, barômetros e obturações dentárias. No que diz respeito a estas

últimas cabe ressaltar que a utilização dês metal está relacionada com a sua

nobreza, a qual não permite que seja atacado pelos ácidos presentes na

alimentação.

FICHA

1)Qual o nome do minério estudado?



utilizá-lo?





42

Alguns, fungicidas e medicamentos de uso externo, contêm mercúrio em

sua composição, como e o caso do mercurocromo e do mertiolate.

Pilhas de mercúrio, pequenas e ideais para aparelhos de surdez, relógios

e calculadoras de bolso, são exemplos de aplicações mais recentes desse metal.

- OS PERIGOS DO MERCÚRIO

Esse metal possui ponto de fusão -39°C (graus Celsius) e ponto de

ebulição 357°C. É o único metal líquido nas condições ambientes.

Não é tóxico quando líquido ou sólido. Assim, por exemplo, uma

obturação dentária que contenha mercúrio, caso ela seja eventualmente engolida,

saíra nas fezes inalterada.

Já os vapores desse metal, quando inalados, e os compostos, quando

ingeridos, podem ser facilmente absorvidos pelo nosso organismo, sendo altamente

venenosos.

À temperatura ambiente, esse metal evapora muito lentamente,

envenenando plantas e animais, que são contaminados via cadeia alimentar ou

através da respiração, principalmente nas proximidades de locais onde produzem ou

se utilizam grandes quantidades de mercúrio metálico.

O diagnóstico da contaminação, difícil de fazer nos estágios iniciais,

torna-se mais claro com o aumento de seu teor no organismo. Os dramáticos

sintomas incluem dores de cabeça, entorpecimento da visão, depressão, perda de

controle motor e paralisia muscular e falha no funcionamento dos rins. Deterioração

mental, mudança sensíveis de comportamento também são freqüentes em

conseqüência do envenenamento.

Durante o século XIX, era comum o emprego de compostos de mercúrio

no processamento do feltro utilizado para fazer chapéus. Assim sendo, o conhecido

personagem “chapeleiro louco”, do livro Alice no país das maravilhas, de Lewis

Carroll, fundamenta-se, na realidade, em um tipo comum de envenenamento sofrido

pelos chapeleiros, cujos sintomas incluem manifestações que se confundem com a

loucura.

Lâmpadas fluorescentes de mercúrio possuem, em seu interior, o

equivalente a uma gota de mercúrio líquido, no estado gasoso. Tanto elas, quanto

termômetros e barômetros que contém esse metal inspiram cuidados quando

43

eventualmente quebrados. Cerca de 3 milímetros (algo equivalente a 60 gotas) de

mercúrio são suficientes, quando evaporados, para deixar a atmosfera de um quarto

mal ventilado com níveis de vapor de mercúrio acima do aceitável.

O descarte de efluentes industriais onde esse metal esteja presente

constitui séria ameaça ao meio ambiente.

Mercúrio nos garimpos: lucro para uns, morte pra outros.

Qual a finalidade de se usar mercúrio nos garimpos?

A resposta está relacionada com uma capacidade única desse metal

líquido. Ele é capaz de dissolver ouro, formando um amálgama.

Assim, quando no garimpo não se encontram pepitas de tamanho tal que

se possa separá-las manualmente, adiciona-se mercúrio à lama que contém ouro

em forma de pó. Forma-se um amalgama de ouro, que não se mistura à lama. O

amalgama é, então retirado e aquecido com um maçarico, restando o ouro.

Durante o processo, o garimpeiro se contamina consideravelmente ao

inalar os vapores tóxicos. A lama suja de mercúrio é descartada no rio, para onde

também vai a quase totalidade do vapor liberado, que depois do resfriamento se

condensa.

Embora o mercúrio líquido não seja tóxico, há nos rios bactérias que o

transformam em cátion metilmercúrio, Hg (CH3)+, e também em dimetilmercúrio,

Hg(CH3)2. Ambos contaminam o plâncton, que alimenta os peixes pequenos. Em

seguida o mercúrio se espalha por toda a cadeia alimentar, indo parar no organismo

dos peixes maiores, no das pessoas e no de outros animais.

É desse modo que o teor de mercúrio em cada organismo vai

aumentando ao longo da cadeia alimentar, num processo que recebe o nome de

bioamplificação, oferecendo sérios riscos, sobretudo à saúde humana.

As importações de mercúrio pelo Brasil começaram crescer em 1982. Isso

coincide com a época em que se iniciava a recessão que fez dos anos 80 a

chamada “década perdida”, que, entre outras conseqüências, aumentou o índice de

desemprego e estimulou o garimpo. Em 1981 o país importou 93 toneladas de

mercúrio; em 1982, 125 toneladas. Em 1986 as importações atingiram 222 toneladas

e em 1989 foi batido o recorde de 340 toneladas. Depois de 1989 passou a haver

uma queda nas importações legais, motivadas principalmente pela proibição oficial

ao uso de mercúrio nos garimpos. Em 1991 as importações se retraíram para 233

toneladas.

44

Essa proibição legal existe desde fevereiro de 1989, pelo decreto 97.507.

Contudo o mercúrio continua na extração de ouro. O metal chega aos garimpeiros,

por exemplo, em embalagens onde se lê “material para uso odontológico” (lembre-se

do mercúrio para as obturações).

Segundo relatório da SUDEPE (superintendência para desenvolvimento

da pesca), mais de cem pessoas já morreu na região do rio Madeira, em Rondônia,

e do rio Tapajós, no Pará, devido À contaminação por mercúrio. Essas populações,

além do contato direto com vapor de mercúrio no garimpo, têm nos peixes uma boa

parte da sua dieta alimentar. No final da década de 80, a SUDEPE já estimava que o

rio Madeira se achava contaminado por 78 toneladas desse metal. Em alguns de

seus trechos, as taxas de mercúrio excedem em cem vezes os limites fixados peã

OMS (Organização Mundial de Saúde).

Foram relatados casos de recém-nascidos com deficiências mentais e

neurológicas motivadas pela contaminação das mães, durante a gestação.

TEXTO 5: FERRO: A IDADE DO FERRO

Na crosta terrestre, o ferro só é encontrado combinado com outros

elementos. Tem se notícia de que alguns meteoritos contêm ferro na forma de

substância simples, que povos mais antigos eventualmente encontravam e

utilizavam para fazer instrumentos, como facas e espadas. Embora feio, se

comparado ao ouro, ao cobre, à prata e ao bronze (já conhecidos nessa época), o

ferro meteórico mantinha o fio por mais tempo que o bronze, sendo preferido para a

FICHA




utilizá-lo?




7) quais os conceitos químicos encontrados no texto?

45

confecção das partes afiadas dos instrumentos. O ferro meteórico era, contudo,

raríssimo.

Segundo evidências arqueológicas, os primeiros a dominar as técnicas de

produção do ferro a partir de seus minérios foram os hititas, povo que habitou a Ásia

Menor (atual Turquia) por volta de 1500 a.C. Com o desmantelamento de seu

império, os segredos foram parar na Europa, onde o uso do ferro passou a se

difundir a partir de 1100 a.C. Quando se iniciou a chamada Idade do Ferro.

- FERRO E AÇOPor que o ferro é tão importante para nossa civilização?

Trata-se de um metal que possui pouca utilidade prática quando puro.

Mas, misturado com determinados elementos químicos como carbono, manganês,

cromo, níquel, vanádio, molibdênio ou titânio, obtêm-se ligas com propriedades

extremamente úteis, que fazem do ferro o metal mais empregado pela civilização. (O

ferro meteórico, por exemplo, era extremamente duro, pois se achava misturado

com níquel).

Dentre as ligas que contêm ferro, a mais importante e conhecida é o aço,

formado por ferro e carbono em proporções adequadas. Muito resistente à tração,

ele possui grande aplicação em cabos de elevadores e teleféricos. É na construção

civil, porém, que sua alta resistência à tração faz com que seja útil para uma de suas

mais conhecidas aplicações: a elaboração do concreto armado, ou seja, concreto

contendo em seu interior uma estrutura feita com vergalhões de aço.

Vejamos o segredo em ele se baseia. O concreto não armado – mistura

de cimento, água, areia e pedra britada (isto é, quebrada até ficar do tamanho de

pedregulhos) – é muito resistente à compressão. Contudo, quando tracionado ele se

arrebenta com relativa facilidade. Por isso não serve, por exemplo, para fazer as

vigas de sustentação em prédios e residências. A colocação de vergalhões de aço

em meio ao concreto transforma em concreto armado, que combina a resistência do

aço à tração com a resistência do concreto a compressão. Além disso, tanto o ferro

quanto o concreto possuem praticamente o mesmo coeficiente de dilatação térmica,

isto é, dilatam-se de modo igual quando aquecidos. Se isso não ocorresse, uma viga

poderia trincar em dias muito frios ou muito quentes.

A despeito de todas as suas muitas utilidades, o ferro apresenta um

indesejável problema. Não sendo um metal nobre, ele sofre corrosão com facilidade.

46

Justamente em função disso é que o ferro não é encontrado na natureza como

substância simples. Para obtê-lo industrialmente é necessário executar uma reação

química envolvendo seus minérios. O ramo da metalurgia que faz isso é a

siderurgia.

O QUE ACONTECE EM UMA INDÚSTRIA SIDERÚRGICA?

Peguemos o minério hematita (Fe2O3) como exemplo. Após o processo de

pelotização, executa-se a reação química da hematita com o monóxido de carbono

(CO). Isso é feito queimando-se carvão na presença do minério em um forno

apropriado, construído com tijolos cerâmicos refratários. Tanto o minério quanto o

carvão são introduzidos pelo topo do forno que tem chaminé muito alta, sendo por

isso denominado alto-forno.

A combustão do carvão tem dupla finalidade: fornecer o calor necessário

e produzir o monóxido de carbono que provoca a redução do minério.

Fe2 O3 + 3 CO ∆ 2 Fe + 3CO2

Não é qualquer carvão que desempenha adequadamente esse duplo

papel. Geralmente se utiliza o coque, um tipo de carvão com altíssimo teor de

carbono que não existe na natureza; é obtida através do aquecimento da hulha, uma

variedade de carvão mineral.

O oxigênio necessário à queima é suprido por bombas que injetam ar por

entradas situadas próximo à base do alto-forno. Como a temperatura interna é maior

do que o ponto de fusão do ferro, ele é produzido no estado líquido, escorrendo até

o fundo do forno. A intervalos regulares é retirado (operação denominada sangria),

podendo ser conduzido a moldes dentro dos quais se resfriará, constituindo lingotes

sólidos. O produto é chamado de ferro fundido (mesmo depois da solidificação

conserva esse nome) ou ferro-gusa.

No forno é também introduzido calcário (CaCO3), cuja finalidade é eliminar

as impurezas presentes no minério, principalmente a areia (SiO2) e a alumina

(Al2O3). A decomposição do calcário produz cal virgem (CaO), que reage com as

impurezas formando produtos, chamados de escória, que flutuam no ferro líquido: a

escória pode, assim ser separada.

47

Um alto-forno siderúrgico funciona dia e noite, todos os dias, por vários

anos sem cessar. Caso haja a necessidade de parar sua atividade, recolocá-lo em

funcionamento é uma operação complicada e que pode levar semanas, devido à

dificuldade em se atingir e manter as elevadas temperaturas. Em virtude disso, é

comum vermos, quando ocorrem greves em siderúrgicas, a imprensa relatando que

uma equipe de operários permanece em serviço, a fim de alimentar o forno com

carvão e manter sua temperatura interna.

- COMO SE FABRICA O AÇO

O ferro-gusa contém impurezas indesejáveis, tipicamente constituídas de

1,5 a 4,5% de carbono, 0,7 a 3,0% de silício e 0,1 a 0,3% de fósforo. É um material

de elevada dureza, mas bastante quebradiço.

Após o processo de purificação do ferro-gusa, em que o teor de carbono

se reduz a menos de 0,2% e as outras impurezas são praticamente eliminadas,

resulta o que se chama de ferro doce, dotado de alta resistência ao impacto

(propriedade chamada tenacidade), de flexibilidade e maleabilidade e de

ductibilidade. Contudo, trata-se de um material de baixa dureza, ou seja, que pode

ser riscado com facilidade. Esta última característica é particularmente indesejável

no caso de ferramentas, trilhos, trituradeiras e instrumentos de corte, que seriam

facilmente desgastados e perderiam sua função.

Assim, na prática, o ferro é utilizado na forma de aço, que contem teor de

carbono entre 0,2 e 1,5%, reunindo as propriedades desejáveis de dureza,

maleabilidade ductibilidade e tenacidade.

O aço é obtido por purificação do fero-gusa ainda líquido, logo após sua

saída de alto-forno. Esse líquido é derramado em um enorme recipiente denominado

conversor a oxigênio, onde há um tubo que lhe injeta gás oxigênio. A reação entre

esse gás e as impurezas produz óxidos que, por sua vez, reagem com a cal virgem

que é introduzida pelo topo do conversor. O produto desta última reação (escória)

flutua no ferro líquido e pode então ser eliminado.

Embora existam outros métodos para purificar O ferro-gusa, o que

acabamos de descrever é o mais usado atualmente, em virtude de sua eficiência e

rapidez. Um conversor de tamanho adequado pode produzir de 300 a 350 toneladas

de aço em cerca de 40 a 45 minutos.

48

TEXTO 6: ESTANHO: A IDADE DO BRONZE

O uso do bronze (mistura de cobre e estanho) no Oriente Médio remonta

a cerca de trinta séculos antes de cristo e, na Europa, a cerca de vinte.

Á evidências de que antes disso o cobre (não misturado com estanho) já

era usado para fazer utensílios e objetos decorativos. Descoberto o bronze, ele

passou a ser mais usado do que o cobre porque apresentava vantagens. Era mais

fácil de modelar (quando fundido e jogado em moldes feitos de pedra) possuía

resistência superior à do cobre, quando utilizado em objetos cortantes, como facas e

espadas, retinha o fio por mais tempo. Folhas de bronze eram marteladas até

adquirir a forma desejada confeccionando-se, assim, armaduras e escudos.

Como os minérios de cobre e os de estanho não eram muito freqüentes

na Europa, passou a haver o comércio do bronze, através de longas distâncias.

Criaram-se pólos de negócios envolvendo o metal. Dominá-lo significava poder e

fortuna. Objetos decorativos de uso pessoal e armas confeccionadas com bronze

mostravam o status social do proprietário. Tais objetos eram caros em virtude do

preço do metal e da arte envolvida na fundição e na modelagem.

Já sabemos que o cobre ocorre livre e em minérios. Mas e o estanho,

como é obtido?

FICHA




utilizá-lo?





49

- A FABRIACAÇÃO DO ESTANHO

Embora não seja um metal abundante, o estanho (que corresponde a

0,001% da massa da crosta terrestre) é relativamente simples de se obter a partir de

seu minério principal, a cassiterita (SnO2). Por esse motivo, o estanho já era um

metal presente, na forma de bronze, no cotidiano de algumas civilizações antigas.

Para obter o estanho, a cassiterita sofre redução ao ser aquecida com

carbono.

SnO2 + 2C ∆ Sn + 2 CO

O estanho resultante desse processo contém carbono e outros metais

como impurezas. É geralmente purificado por processo eletrolítico, de forma análoga

à do cobre, tornando-se um metal prateado, maleável e de ponto de fusão

relativamente baixo (231,5 graus Celcius).

Além da utilidade na forma de bronze, com o qual se fabricam sinos, o

estanho é útil em liga com chumbo para fazer solda usada em eletrônica.

É empregado também em uma liga muito resistente à abrasão conhecida

como metal de Babbitt, usada para fazer suportes para eixos (mancais) em

ferramentas.

Utensílios feitos de um material cinzento chamado popularmente de

estanho são, na realidade, constituídos por uma liga com 85% desse metal, sendo o

restante composto por cobre, bismuto e antimônio.

- O ESTANHO PROTEGENDO O FERRO

“Vou jogar isto na lata de lixo”. Embora estejamos acostumados a usar a

palavra lata em nosso linguajar diário para designar determinado tipo de objeto, os

químicos designam por lata ou folha de flandres o material que consiste em uma

folha de aço (geralmente com baixo teor de carbono) revestida por uma camada de

estanho metálico. Essa camada é aplicada sobre o aço através de um processo

eletrolítico.

50

As latas usadas para embalar ervilhas, milho, salsichas e óleo vegetal são

exemplos desse tipo de material. O revestimento de estanho (na parte interna) visa

proteger o ferro da corrosão. Mas como funciona essa proteção?

O estanho é mais difícil de sofrer oxidação do que o ferro: enquanto este

estiver totalmente revestido, estará protegido. Contudo, assim que esse

revestimento for retirado mesmo que parcialmente o ferro ficará exposto e,

consequentemente, irá se oxidar.

Prova disso pode ser obtida ao se observar que as latas de conserva,

uma vez abertas, enferrujam nas bordas, justamente onde, com o abridor de latas,

nós danificamos o revestimento de estanho.

Assim, podemos dizer que o estanho protege o ferro como se fosse um

revestimento de tinta.

Porque não devemos comprar latas amassadas? A resposta é simples.

Ao sofrer um impacto e amassar, o revestimento interno de estanho metálico pode

se soltar e passar para o alimento. Em conseqüência, o ferro entra em contato com

água, geralmente presente no interior da embalagem, enferrujando-se. Assim, pode-

se comer um alimento contendo fragmentos de estanho e, alem disso, com sabor de

ferrugem. Nada agradável!

As chamadas “latas” de cerveja de refrigerante devem-se ressaltar, não

são feitas de folhas de flandres. É de alumínio, metal que será o assunto de outro

capítulo. (p. 81, 82,83)

FICHA




utilizá-lo?





51

TEXTO 7: CHUMBO: COMO SE FABRICA O CHUMBO?

Assim como no caso do estanho, o chumbo não é um metal abundante na

crosta terrestre (apenas 15 ppm, isto é, partes por milhão), mas, em virtude de sua

obtenção relativamente simples, é também conhecido desde a Antiguidade.

O seu principal minério é a galena (PbS), a partir da qual se obtém o

metal através de duas reações químicas. A primeira delas consiste na ustulação

(aquecimento em presença de oxigênio), e a segunda, na redução com carbono. (é

ilustrativo perceber que, não sendo o chumbo tão nobre quanto o cobre, a prata e o

mercúrio, na ustulação de seu sulfeto o metal não é liberado como substância

simples, mas se combina com oxigênio formando óxido).

Primeira etapa

2PbS + 3 O2 ∆ 2 PbO + 2 SO2 (ustulação da galena)

Segunda etapa

PBO + C ∆ Pb + CO (redução do chumbo)

As aplicações desse metal são as mais variadas. É usado para fazer

munição ( daí a expressão “levar chumbo”, quando uma pessoa é baleada), pesos

para pescaria ( a conhecida chumbada), solda eletrônica, baterias para automóveis,

e protetores contra raios X e a radiação nuclear ( o chumbo mais denso, possui alta

capacidade para absorver radiação).

Compostos de chumbo são também, muito importantes. O litargírio (PbO)

é usado para vitrificar cerâmicas e no processo de vulcanização da borracha. O

tetróxido de trichumbo (Pb3O4) é empregado na prevenção da ferrugem, na forma de

uma tinta chamada zarcão. O composto de fórmula Pb3(OH)2(CO3)2 constitui um

pigmento branco usado em tintas para parede.

O composto chumbo tetraetila, Pb(C2H5)4 , é talvez o mais famoso

derivado do chumbo, em virtude de seu uso como aditivo na gasolina, introduzido

em 1922 pelos laboratórios da General Motors. A finalidade disso é aumentar a

qualidade desse combustível, o que, em linguagem técnica, é aumentar a

octanagem da gasolina.

52

- O CHUMBO É UM PERIGO!

Embora o chumbo na forma metálica não seja tóxico, já se sabe há muito

tempo que compostos de chumbo, quando ingeridos, são altamente venenosos. O

íon Pb+2 presente nesses compostos, atua no organismo inibindo a produção de

hemoglobina; por isso um dos primeiros sintomas da contaminação é a anemia,

acompanhada de vômitos, perda de apetite e dores nas juntas. O chumbo tem efeito

cumulativo, ou seja, mesmo quando ingerido em pequenas doses diárias ele se

acumula no organismo, causando o envenenamento, que é denominado plumbismo

ou saturnismo.

O quadro inicial de sintomas não é, geralmente, associado à

contaminação por chumbo. Num estágio mais avançado de envenenamento, o

indivíduo apresenta convulsões e sérios danos cerebrais e no sistema nervoso. O

saturnismo é freqüente em trabalhadores que manipulam baterias de automóveis

sem os devidos cuidados.

O uso de compostos de chumbo em tintas foi abolido, pois quando a

pintura começa a descascar é comum que as crianças coloquem as casquinhas na

boca e, assim, se contaminem (casas muito velhas, ainda apresentam pinturas que

podem conter esse tipo de material). Também por razões de toxidade,

encanamentos de chumbo não são mais utilizados, sobretudo para conduzir a água

que é ingerida por pessoas.

O uso de chumbo tetraetila na gasolina também vem sendo diminuído ou

abolido, em muitos países. Admite-se que a presença de altos níveis desse metal no

ar, na água e no solo de regiões muito poluídas seja responsável pelo baixo Q.I. de

crianças que nascem e crescem nesses ambientes. (p.85,86,87)

53

TEXTO 8: MANGANÊS DÊ ONDE VEM O MANGANÊS?

O Brasil é um dos principais produtores mundiais de minério de

manganês. A serra do Navio, Amapá, é responsável por mais da metade da

produção nacional.

Mas para que serve o manganês? Como ele é obtido?

Trata-se de um metal relativamente abundante, constituindo 0,11% da

massa da crosta terrestre. Sua principal fonte é o minério pirolusita (MnO2), de cuja

redução resulta o manganês metálico.

O processo de redução pode ser realizado em um forno, através da

reação com o carbono (coque), que atua como agente redutor.

MnO2 + 2 C ∆ Mn + 2 CO

Pelo fato de a principal aplicação desse metal estar nas ligas com ferro, o

que se costuma fazer é alimentar o alto-forno siderúrgico com uma mistura de

minérios de ferro e de manganês. Isso permite obter uma mistura de ambos os

metais, impurificada por carbono.

Depois de devidamente processada, eliminando boa parte dessa

impureza, obtém-se uma liga de ferro e manganês, na qual a presença de 10 a 18%

deste último torna o material duro, tenaz, resistente ao desgaste. É chamado aço-

FICHA




utilizá-lo?





54

manganês, material ideal para fazer escavadeiras, trituradoras de rocha, trilhos de

trem e carros-fortes blindados.

O manganês é essencial à produção de praticamente todos os tipos de

aço, graças às propriedades que confere à liga.

Quando se deseja obter manganês puro, o processo de redução com

coque não é conveniente. O metal obtido se apresenta muito impurificado por

carbono e, por causa disso, torna-se bastante quebradiço. Dadas as dificuldades

envolvidas na purificação, algumas indústrias optam por um outro método de

obtenção – mais caro - que fornece o metal isento de carbono.

Esse método é chamado de aluminotermia. Nele, o agente redutor é o

alumínio, que, ao reagir com a pirolusita, se combina com o oxigênio e libera o

manganês. A reação libera muito calor; daí vem o nome aluminotermia ( do grego

thermos , calor)

A representação do processo é:

3MnO2 + 4 Al ∆ 3 MN + 2 Al2O3

O manganês também é usado em ligas onde não entra o ferro, tais como

o bronze de manganês ( em liga com cobre) e a manganina, uma liga não-

condutora, em cuja composição entram também níquel e cobre.

Compostos de manganês são muito úteis. As pilhas comuns e as

alcalinas, usadas em radinhos e brinquedos, contêm dióxido de manganês,

substância que também é usada na preparação de alguns tipos de vidro e na

produção de permanganato de potássio, reagente de ampla aplicação em química.

(P.90,91,92)

- CROMO: COMO SE RODUZ CROMO? O cromo é um metal pouco abundante, correspondendo a apenas 0,012%

da massa da crosta terrestre. Seu minério mais representativo é a cromita, de

fórmula FeO.Cr2O3.

A obtenção desse metal é muito semelhante à do manganês. Pode ser

feita reduzindo-se o Cr2O3 (óxido de cromo III) com carbono ou, então, por

aluminotermia. No primeiro caso, o metal fica impurificado por carbono, o que não

acontece no segundo.

55

Cr2O3 + 3 C ∆ 2 Cr + 3 CO

Ou então

Cr2

O3 + 2 Al ∆ 2Cr + Al2O

- O QUE É UM OBJETO CROMADO?Você certamente já ouviu falar em objetos metálicos cromados. Trata-se

de objetos que têm sua superfície revestida pelo cromo metálico. Mas por que ele é

usado para tal fim?

Quando exposto ao oxigênio, o cromo sofre oxidação, formando o óxido

de cromo III (Cr2O3), que possui uma ótima aderência à superfície do próprio metal.

Assim, a peça passa a ficar recoberta por uma fina e transparente camada desse

óxido, que funciona como uma proteção que impede o metal de continuar sendo

oxidado. Tal fenômeno, chamado de passivação, faz com que o cromo mantenha

seu brilho característico, o que constatamos nos objetos cromados.

Para cromar objetos, as indústrias utilizam um processo chamado

eletrólise, no qual o cromo presente em uma solução aquosa, dissolvido na forma de

um sal, se deposita na peça, sob a ação de corrente elétrica.

O aço inoxidável é um outro material que contém cromo. Nesse caso,

contudo, ele não é aplicado sobre o aço, mas sim misturado a ele, formando uma

liga com teor variável de cromo. O segredo do aço inox é, como no caso dos objetos

cromados, a formação de uma película passivadora de Cr2O3, que impede a

corrosão interior.

É também comum em nosso cotidiano nos depararmos com artigos de

aspecto semelhantes a eles: são os objetos niquelados. A idéia da proteção

através de uma camada superficial de níquel é fundamentalmente a mesma. Uma

camada protetora de óxido garante a beleza e o brilho da peça. A respeito do níquel,

falaremos no capítulo a seguir.

56

TEXTO 9: NÍQUEL: DÊ ONDE VEM O NÍQUEL?

Apenas 0,01% da massa da crosta terrestre corresponde ao níquel, o que

faz dele um elemento relativamente raro. Seu mais importante minério é a

pentlandita, de fórmula FeS.NiS. Para se produzir níquel a partir dele, submete-se o

NIS primeiramente à ustulação (aquecimento na presença de oxigênio) e, em

seguida, executa-se a redução com carbono.

2 NIS + 3 O2 ∆ 2 NiO + 2 SO2

NiO + C ∆ Ni + CO

O níquel metálico é prateado, brilhante, maleável e dúctil.

Aproximadamente 70% da produção mundial desse metal é utilizada na produção de

aços especiais aos quais fornece resistência mecânica e química.

É útil também para fazer revestimentos em objetos de aço, processo

chamado de niquelação. Atua de forma semelhante ao cromo , passivando a peça e

protegendo-a da corrosão. Objetos de cobre e latão também podem ser niquelados,

com a vantagem de ganharem uma superfície altamente brilhante.

O níquel também é usado como catalisador nas indústrias química,

farmacêutica e alimentícia. Serve também para fazer muitas outras ligas, além dos

aços especiais. O metal monel, com cerca de 65% de níquel, 32% de cobre e

FICHA




utilizá-lo?





57

pequenas quantidades de ferro e manganês, é uma liga altamente resistente à

corrosão, largamente empregada em laboratórios e industriais.

O material usado para cunhar moedas é também uma liga de níquel,

geralmente com cobre ( Note que não é apenas a palavra níquel é usada pela

população em geral como sinônimos de moeda, mas, entre os mais antigos, a

palavra cobre também é.)

Torradeiras elétricas, aquecedores de ambiente e filamentos para cortar

isopor contêm uma resistência elétrica feita com um filamento de nicromo, uma liga

que contém 60% de níquel, 25% de ferro e 15% de cromo, altamente resistente à

oxidação, mesmo quando aquecida.

Uma liga de alumínio, níquel e cobalto, chamada de alnico, é usada para

fazer ímãs permanentes.

- O NÍQUEL BRASILEIRO

As maiores jazidas brasileiras de minério de níquel se encontram em

Goiás. O município de Niquelândia, a nordeste de Brasília, responde por quase

metade da produção nacional.

Diante dos maiores produtores mundiais de níquel, o Brasil, com suas

13,4 mil toneladas anuais, tem participação inexpressiva, mal conseguindo suprir as

necessidades do mercado interno.

FICHA




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58

TEXTO 10: O ZINCO

O que há de comum entre calhas de coletar chuva, cascos de navio e

pilhas comuns? É a presença do zinco.

Esse metal não é muito abundante na superfície do planeta, contribuindo

com apenas 0,007% para a massa da crosta. É obtido principalmente do minério

chamado blenda ou esfalerita (ZnS), através de uma sequencia de etapas muito

semelhantes às descritas para o níquel: ustulação seguida de redução com carbono.

2 ZnS + 3 O2 ∆ 2 ZnO + 2 SO2 (ustulação da blenda)

ZnO + C ∆ Zn + CO (redução do zinco)

Uma das principais aplicações desse metal se relaciona com a fabricação

do ferro galvanizado. É um material que consiste em ferro revestido por uma

camada de zinco. O papel deste último é o de proteger o ferro da oxidação, o que

ocorre com o zinco possui maior facilidade para se oxidar do que o ferro. Assim, o

zinco se oxida, preservando o ferro. Esse mecanismo é chamado de proteção

sacrificial, pois sacrifica o zinco a fim de proteger o ferro.

O ferro galvanizado, é tradicionalmente, usado para fazer calhas de

chuva. Até cerca de duas décadas, ainda era relativamente comum o seu uso para

fazer tubos destinados ao encanamento residencial. Hoje, os plásticos do tipo PVC

desempenham, com vantagem, esse papel.

A proteção sacrificial é também usada para proteger os cascos de navio

feitos de aço. Placas de zinco são nele soldadas ( não há a necessidade de recobrir

totalmente o aço), protegendo-o da corrosão. Bombas e filtros usados em piscinas e

poços artesianos são protegidos dessa mesma forma. O zinco é também, um dos

componentes das pilhas comuns e das pilhas alcalinas.

Dentre todas as suas aplicações, uma delas é, certamente, a mais

conhecida. Trata-se do latão, liga composta por, geralmente, 20% de zinco e 80% de

cobre, que é usada, por exemplo, na fabricação de tonéis metálicos, conhecidos

como latões. Alguns tipos de instrumento musical, notadamente os de sopro, são

feitos com essa liga.

59

Compostos derivados do zinco também são bastante úteis. O sulfeto de

zinco é empregado em telas de televisão, em osciloscópios e em aparelhos

laboratoriais que contêm telas detectoras de raios X. O óxido de zinco é um agente

que impede o crescimento de fungos, sendo usado em algumas pomadas para a

pele, atuando contra agentes causadores de micose (antimicótico), e em talcos

desodorantes para os pés, combatendo microrganismos que podem produzir odores

desagradáveis.

TEXTO 11: ALUMÍNIO: UM METAL DIFERENTE

Leve e muito resistente, o alumínio se mostra ideal para um série de

aplicações. Apenas para citar alguns exemplos: esse metal é empregado na

fabricação de revestimento de automóveis, aviões, navios, de portões, de panelas,

de janelas, de rodas para carros, de antenas para televisão, de latinhas de

refrigerantes e cervejas, de papel-alumínio e de embalagens para alimentos tipo

marmitex.

A produção de alumínio é tão simples quanto a de metais como ferro,

chumbo, estanho, e zinco. O processo de redução da alumina (Al2O3), proveniente

do minério bauxita, é difícil e precisa ser realizado com o auxílio de corrente elétrica.

Isso só é economicamente viável em países onde o preço desse tipo de energia na

e muito alto, como ocaso do Brasil, Graças ao seu potencial hidrelétrico.

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60

- A PURIFICAÇÃO DA BAUXITAO minério de bauxita de cor marrom-avermelhada, consiste numa mistura

em que predomina a alumina,(óxido de alumínio, Al2O3 ). O processo de purificação

visa separar a alumina das outras substâncias presentes na bauxita, notadamente o

óxido de ferro III (Fe2O3).

Para isso, utiliza-se o chamado Processo Bayer.

Primeiro a bauxita é fervida juntamente com uma solução de soda

cáustica (NaOH), o que faz com que o óxido de alumínio, insolúvel em água, se

transforme em uma substância solúvel, denominada tetra-hidroxialuminato de sódio,

NaAl(OH)4, O óxido de ferro III (impureza) não sofre reação durante esse processo;

continua no estado sólido e pode, assim, ser separado.

Em seguida, adiciona-se uma quantidade controlada de ácido à solução,

o que provoca a formação de hidróxido de alumínio sólido Al(OH)3 . Este é filtrado e

aquecido até sofrer decomposição, produzindo a alumina seca e com alta pureza.

- DE PANELAS A AVIÕESO alumínio é um dos mais versáteis metais . è muito dúctil (tonar-se fio) e

maleável (tornar-se lâmina), o que é fácil de evidenciar ao olhar o papel-alumínio,

finíssima folha desse metal. Sendo atóxico, possui larga utilização em embalagens

de alimentos.

Duas de suas ligas são o duralumínio (95% de alumínio; 4% de cobre;1%

de magnésio, ferro e silício) e o magnálio (83% de alumínio;15% de magnésio;2% de

cálcio). Elas são fáceis de moldar quando fundidas, apresentam leveza e alta

resistência à deformação. São, portanto, ideais para o revestimento de aeronaves,

barcos e automóveis e para a fabricação de utensílios domésticos e de rodas

esportivas.

O alumínio apresenta alta refletividade à luz, o que o torna útil em painéis

coetores de energia solar, como os usados em aquecedores solares.

- PASSIVAÇÃO, MAIS UMA VEZApesar De ser um metal pouco nobre, objetos de alumínio não sofrem

corrosão ordinária quando expostos à atmosfera úmida. A explicação a essa

aparente contradição reside no fato de , uma vez exposto ao ar, o metal ficar

revestido por uma fina película de óxido de alumínio (Al2O3), que apresentando alta

61

aderência, protege a peça do subseqüente ataque corrosivo. Esse fenômeno,

chamado passivação, é o mesmo que protege o aço inox e os materiais cromados e

niquelados da corrosão.

Indústrias de peças de alumínio frequentemente forçam a formação dessa

camada passivadora através de um processo chamado de anodização. A camada

passivadora contém inúmeros poros, nos quais podem se alojar moléculas de

corantes quando a peça é neles mergulhada. A seguir uma submersão em água

quente provoca um rearranjo nessa camada, fechando os poros e aprisionando o

corante. Assim é que se dá coloração de tampas de panela, que continuam a ter o

brilho do alumínio.

ATIVIDADES1) Distribuir os textos, se possível um para cada aluno ou formar pequenas equipes,

para que façam a leitura respondam e preencham a ficha com detalhes sobre o

minério estudado.

2) “Repórter por 10 min”. Cada aluno deverá expor as informações mais relevantes

do texto que leu. Identificando-se como se fosse em repórter do jornal local.

FICHA




utilizá-lo?





62

3) Durante a exposição o professor pode escrever no quadro negro o fato descrito

no texto e apresentado pelo aluno e o conceito científico que explica este fato.

Tornando assim mais fácil a abordagem do conteúdo.

BILBIOGRAFIA

CANTO, Eduardo Leite.Minérios,Minerais, Metais:de onde vem? Para onde Vão? 1ª edição. Editora Moderna,1996. São Paulo,SP.

LUTFI, Mansur. Os ferrados e cromados:produção social e apropriação do conhecimento químico. 2ª edição. Ed. Unijui,2005.Ijuí RS

5.4 UNIDADE 4: REATIVIDADE DOS METAIS

Se a química é a ciência que estuda a matéria e as transformações por

ela sofridas é inegável a necessidade de se fazer a associação entre teoria e prática

no entendimento dos conceitos científicos próprios desta ciência. A relevância da

aprendizagem está nesta articulação, pois permite compreender tais conceitos.

As experiências colocadas como forma de problema a ser resolvido, visa

evitar que a atividade seja simplesmente uma comprovação de teorias e permite que

o aluno utilize técnicas de laboratório, juntamente com conhecimentos teóricos. Esta

metodologia fornece subsídios para que os alunos possam estabelecer relações

entre teorias e os fenômenos observados no seu cotidiano.

A medida que as atividades de laboratório transcorrem é importante que o

professor incentive que as dúvidas aflorem, que os alunos se manifestem livremente

sobre elas, para que conversem sobre o conhecimento químico que está sendo

apreendido.

- OBJETIVOAs experimentações contribuem para que os alunos possam considerar

as relações entre o conhecimento químico ensinado na escola e os aplicados pela

sociedade, fornecendo ao professor subsídio para a exploração de um recurso que

propicia a contextualização e aprofundamento do conteúdo abordado.

63

- CONTEÚDOReatividade dos metais.

- DICA PARA O PROFESSORFaça primeiro as experiências para introduzir o conteúdo.

1ª EXPERIÊNCIA O QUE É ABRASIVO?Uso de abrasivo na limpeza de moedas de 5 centavos

ATIVIDADES1)De que substância metálica esta moeda é feita?

2)Porque este produto limpa esta moeda?

3)o que significa substância abrasiva?

2ª EXPERIÊNCIA POR QUE AS SOLUÇÕES E A SUBSTÂNCIA SIMPLES DE UM MESMO METAL NÃO TEM A MESMA COLORAÇÃO?

Mostrar um sal de cobre I ; um sal de cobre II; um pedaço de fio de cobre.

Usando 3 bequer,com 50 mL de água, colocar um pouco de cobre I, no

primeiro e observar; colocar um pouco de cobre II no segundo e observar; colocar o

fio de cobre no terceiro e observar.

ATIVIDADEAnotar as observações e tentar responder a questão problema através da análise da

fórmula.

___________________________________________________________________

______

3ª EXPERIÊNCIAUsar vários tipos de metais em substância simples e em composto, como

descrito abaixo, testando a reatividade dos metais.

64

Fonte: Química na Sociedade, 1998.

ATIVIDADE

Observe a experiência e no decorrer preencha o quadro abaixo.

COMPOSTO SITUAÇÃO INICIAL SITUAÇÃO FINALBecker 1 com prego e BombrilBecker 2 com alumínio

Becker 3 com zincoBecker 4 com fio de cobre

Becker 5 ZnSO4 com zinco

Becker 6 CuSO4 com cobre

65

No becker 1 você evidenciou o desaparecimento da cor azul (o cobre

saiu da solução e depositou). Ao mesmo tempo o ferro desgastou (entrou na

solução). Ao filtrar a solução resultante poderá evidenciar uma coloração

( amarelada) que indica a presença do ferro na solução. Confirme.

A equação da reação 1 pode ser expressa:

Solução de cobre + fero metal -----→ cobre metal + ferro solução

Cu (sol) + Fe(s) -----→ Cu(s) + Fe((sol)

Faça o mesmo com os outros sistemas

Quando o metal está em solução ele está na forma de composto. Há na

verdade uma simples troca entre o metal que entra e que sai da solução em termos

de um deles se tornar composto e o outro de se tornar metal. Vejamos como isto

pode ser explicado no becker 3. Havia sulfato de cobre e foi colocado zinco. O cobre

saiu da solução e o zinco entrou na solução.

Zn(s) + CuSO4 (aq) -----→ ZnSO4 (aq) + Cu(s)

O grupo sulfato (SO4) em nada modificou. Houve apenas a simples troca

entre os dois metais ( cobre e zinco). Você deve ter observado que no becker 5 nada

ocorre. Ou seja, reação inversa:

Cu(s) + ZnSO4 (aq) -----→ não ocorre

Os compostos novos formados nos beckers 1, 2, 3 são sulfatos de ferro,

alumínio e zinco podem ser separados. Para fazer isto filtre as soluções, pegue uma

porção do filtrado (deixe parte para a atividade seguinte) e acrescente álcool ou

evapore a água. O álcool fará com que As reações deste tipo de (troca de um metal

com outro que está em solução evidencia uma reatividade maior de um metal em

relação ao outro. O Zn(s) é, por exemplo, mais reativo que o Cu(s), pois desloca-o de

um composto ocupando o seu lugar. O cobre (Cu) é mais reativo que a prata (Ag(s))

pois desloca-o de um composto ocupando seu lugar.

Por meio de reações desse tipo os químicos organizaram os metais em

ordem de reatividade química. O mais reativo (na forma metálica) sempre desloca o

66

menos reativo quando estiver na solução ( como composto). O contrário não

acontece.

Abaixo, apresentamos uma tabela de reatividade dos principais metais ,

incluindo o hidrogênio (H) que não é metal. Procure saber o nome dos elementos a

partir dos símbolos dados.

VAMOS PENSAR:

1. É aconselhável armazenar soluções de cobre em recipientes de ferro?

2. Uma água que contém íons de Cu2+ pode ser transportada por uma tubulação

de ferro?

3. Um recipiente de cobre será oxidado se estiver em contato com uma solução

de ferro?

4. O que ocorrerá se uma tubulação de aço-carbono(liga de Fe e C) se ligar a

uma válvula de latão(liga de Cu e Zn) em presença de água?

5. O que ocorrerá se uma tubulação de aço-carbono estiver em contato com

uma tubulação de aço galvanizado(liga de zinco)?

BIBLIOGRAFIA

MÒL, Gerson de Souza e colaboradores. Química Na Sociedade : projeto de ensino de química em um contexto social - Ed. UNB , 1998.

FILA DE REATIVIDADE DOS METAIS – DO MAIS REATIVO PARA O MENOS REATIVOLi – Cs – Rb – K – Ba – Sr – Ca – Na – Mg – Be – Al – Zn – Cr – Cd – Co – Ni – Pb – H – Sb – Bi – Cu – Hg – Ag – Pd – Pt – Au.

67

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Considerando que ao longo do desenvolvimento das atividades propostas

que serão leituras de textos retirados do livro paradidático “Minerais, Minérios,

Metais: De onde vem? Para onde vão? (Canto:1996), jogos didáticos e

experimentos, espera-se despertar o interesse do aluno e contribuir para o estudo

do tema em foco que é substancias químicas.

O caderno pedagógico desenvolvido é também um material de apoio aos

professores que trabalham com o PROEJA, pois se trata de uma metodologia

adequada para trabalhar com jovens e adultos. Sabe-se que atividades bem

planejadas para desenvolver os conteúdos de químicas ou de qualquer outra área

são fatores facilitadores para o processo de ensino e aprendizagem.

68

7 REFERÊNCIAS

CANTO, Eduardo Leite.Minérios,Minerais, Metais:de onde vem? Para onde Vão? 1ª edição. Editora Moderna,1996. São Paulo,SP.

HENKE, Melissa. Monografia da Especialização Química do Cotidiano na Escola. Orientação Profª Drª Flaveli Almeida .

LUTFI, Mansur. Os ferrados e cromados:produção social e apropriação do conhecimento químico. 2ª edição. Ed. Unijui,2005.Ijuí RS

MINÉRIOS DO PARANÁ S/A – MINEROPAR – série “geologia na escola”, caderno nº 3 Curitiba, Pr. 2005.

MÒL, Gerson de Souza e colaboradores. Química Na Sociedade: projeto de ensino de química em um contexto social - Ed. UNB , 1998.

QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, nº 25 –maio -2007; seção “Relatos em sala de Aula” Da mineralogia à química – p. 20 a 26

ROBAINA, José Vicente Lima. Química Através do Lúdico: brincando e aprendendo. Canoas – Editora ULBRA, 2008

WWW.diadiaeducação.pr.gov.br, acessado em 1/05/2010 às 12:51. Artigo de Gilberto Januário “Materiais Manipuláveis: Uma Experiência Com Alunos da Educação de Jovens E Adultos”.

DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009 - … · onde vão?” (Canto: 1996) apresenta de forma...

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