DISCIPLINA: QUÍMICA – 2° SÉRIE – 1° BIMESTRE.CRONOGRAMA DE ATIVIDADES

Aula 2

Semana 05/02/2018 a 09/02/2018

Situação de Aprendizagem 1 – Propriedades da água para o consumo humano. Conceitos de pureza e potabilidade.

Competência e habilidades. Fazer uso da linguagem química para expressar conceitos relativos a pureza das concentrações de solutos em sistemas líquidos; interpretar dados apresentados em tabelas gráficos concernentes ao critério brasileiro de potabilidade da água; aplicar conceitos de concentração para avaliar a qualidade de diferentes águas; reconhecer como algumas propriedades específicas da água possibilitam a vida no planeta.

O planeta Terra possui cerca de 71% de sua superfície recoberta por água. Desse total, cerca de 97,5% da água é salgada e apenas 2,5% são de água doce, que é a utilizada para consumo humano. Entretanto, nem toda água doce está disponível para uso, uma vez que grande parte está no estado sólido em geleiras e calotas polares. Do total de 2,5%, apenas 0,77% está disponível, porém nem sempre atende às especificações para ser considerada potável.

A água potável pode ser definida como a água própria para consumo, ou seja, livre de substâncias e organismos que possam trazer doenças, além de não possuir cor, gosto, ou cheiro. Para que uma água seja considerada potável, devemos, portanto, analisar suas características físicas, químicas, biológicas e até mesmo radioativas.

Muitas pessoas pensam que a água cristalina é potável e que, portanto, não necessita de tratamento. Entretanto, apenas cor e odor não são suficientes para garantir que a água seja própria para o consumo, haja vista que organismos patogênicos microscópicos podem estar presentes e causar sérios danos à saúde. Sendo assim, a água potável não pode ser avaliada apenas visualmente, sendo fundamentais os testes de potabilidade.

Normalmente águas de rios e lagos não são próprias para consumo humano, sendo fundamental que passem por processos específicos em estações de tratamento de água. Após o tratamento, é importante que sejam realizados testes para confirmar se a água tratada corresponde ao padrão de potabilidade exigido pelo Ministério da Saúde. Caso esteja de acordo, a água poderá ser enviada para a população.

Dentre os padrões exigidos pelo Ministério da Saúde, destacam-se a análise dos coliformes fecais, monitoramento de Escherichia coli, análise da turbidez e das substâncias químicas presentes, incluindo-se as cianotoxinas e verificação de ph, gosto, odor e radioatividade.

A Organização Mundial de Saúde estima que cerca de 748 milhões de pessoas não possuam acesso de forma sustentada à água potável no mundo e aproximadamente 1,8 bilhão de pessoas utilizem água contaminada. Isso significa que uma grande parcela da população está sujeita a contrair doenças que podem, inclusive, levá-las à morte.

A falta de água potável no Brasil e no mundo apresenta diversas causas, destacando-se a poluição e a falta de planejamento na distribuição desse recurso. Sendo assim, é importante que políticas sejam criadas urgentemente para garantir a conservação dos corpos hídricos, a despoluição de rios e que a distribuição ocorra de maneira adequada. Também é fundamental o investimento constante em saneamento, pois este garante um destino adequado ao esgoto e que água de qualidade chegue à população.

É importante destacar que a água potável é um bem valioso que merece atenção não só por parte dos governantes. Cada pessoa, ao desperdiçar água em sua casa ou poluir um rio, por exemplo, está contribuindo para que a quantidade de água potável seja reduzida.

Fazer a nossa parte é garantir qualidade de vida para a nossa geração e para as gerações futuras.

Água contaminada

A água contaminada pode ser definida como uma água poluída que provoca danos à saúde.

A água poluída pode causar doenças, sendo, nesse caso, chamada de água contaminada

É comum ouvirmos pessoas dizerem que a água de determinado local pode trazer doenças em virtude da quantidade de poluição nela presente. Entretanto, uma água poluídaé aquela que apresenta alterações na cor, no sabor e no cheiro, todavia, nem sempre ela provoca doenças.

Denominamos deágua contaminadaaquela que é capaz de colocar em risco a saúde da população graças à presença de agentes patogênicos, tais como bactérias e protozoários, e substâncias tóxicas, como metais pesados. Essa água, diferentemente da potável, não deve ser utilizada para consumo humano e nem mesmo para fins recreativos.

A contaminação da água pode ocorrer de várias maneiras, destacando-se a poluição por esgoto, metais pesados, agrotóxicos e fertilizantes. Todos esses tipos de contaminação ocorrem principalmente como consequência do descarte inadequado dessas substâncias e por acidentes que poderiam ser evitados se fossem seguidas as regras básicas de segurança.

Dentre as principais doenças desencadeadas pela água contaminada, destaca-se a diarreia. Todos os anos, milhões de pessoas, principalmente crianças, morrem em consequência dessa doença provocada pelo consumo de água imprópria para consumo. O maior número de mortes encontra-se entre pessoas de baixa renda, em virtude, muitas vezes, de saneamento básico precário. Além da diarreia, outras doenças que podem ser transmitidas pela água contaminada são a giardíase, leptospirose, cólera e febre tifoide.

Além dos problemas causados por organismos patogênicos, a água contaminada por substâncias químicas, como metais pesados e agrotóxicos, pode desencadear sérios danos à saúde. Esses contaminantes provocam envenenamento, desencadeiam danos ao sistema nervoso, fígado e rins e podem provocar até mesmo câncer.O grande número de mortes como resultado de água contaminada poderia ser evitado com projetos eficientes de saneamento básico.

É importante que ocorra uma maior fiscalização no que diz respeito ao descarte de substâncias químicas, uso de fertilizantes e tratamento de esgoto antes de seu lançamento nos rios. Também é essencial que a água seja tratada e testada antes de seu envio para a população.

Ao criar políticas que evitem a contaminação de água, estamos ajudando no abastecimento da cidade, pois mais água de qualidade estará disponível para a população. Além disso, contribuímos para manter a cidade limpa, prevenimos e controlamos doenças e promovemos melhores hábitos de higiene.

Classificação da água

Dentre as formas de classificação da água, destaca-se a que considera o grau de salinidade, sendo reconhecidos três tipos distintos: água doce, salgada e salobra.

A água própria para o consumo é doce e potável

Ao pensarmos em água, é comum nos lembrarmos apenas daquela usada no nosso dia a dia. Entretanto, a água apresenta características que permitem classificá-la em diferentes tipos.

Uma das principais classificações é baseada na salinidade da água, ou seja, na quantidade de sal dissolvida. Segundo essa classificação, possuímos três tipos de água: doce, salobra e salgada.

A água salgada é aquela que apresenta alta concentração de sal, principalmente cloreto de sódio, e salinidade igual ou superior a 30%. Ela é o principal tipo de água encontrado no planeta, representando cerca de 97,5% do total.

A água salobra é aquela que não apresenta uma quantidade de sal elevada como a água salgada, mas não possui a mesma quantidade de sal da água doce. Essa água, que possui salinidade entre 0,5% e 30,5%, poderia ser considerada um meio-termo entre a água salgada e a doce. Esse tipo é encontrado principalmente em mangues.

Por fim, temos a água doce, que possui salinidade inferior ou igual a 0,5%. Apesar do termo fazer alusão ao açúcar, na realidade, ele refere-se apenas a uma presença pequena de sal. É o tipo de água que usamos para beber e realizar nossas atividades diárias, como lavar roupas e tomar banho.A água doce pode ainda receber outras classificações, destacando-se a de água potável. Essa água não possui cor, cheiro e nenhuma substância ou organismo que pode trazer risco à saúde humana. É a água própria para consumo humano.

Existem ainda as águas chamadas de minerais, que, como o próprio nome indica, apresentam uma quantidade superior de sais minerais dissolvidos. Essas águas apresentam um sabor diferente das outras e possuem propriedades terapêuticas.

Geralmente elas são classificadas de acordo com sua composição química.Quando uma água, seja ela doce, salgada ou salobra, apresenta produtos que alteram as suas características físicas e químicas, dizemos que ela está poluída. Quando, além dessas alterações, ela apresenta organismos patogênicos ou substâncias tóxicas que provocam doenças no homem, dizemos que a água está contaminada.

Além das águas encontradas naturalmente, alguns tipos são produzidos em laboratório para que haja a pureza necessária para a realização de alguns estudos, produção de medicamentos e limpeza de alguns materiais, por exemplo. Esse é o caso da água destilada, que sofre o processo de destilação para a retirada de todas as substâncias e sais minerais nela presentes.

A água deionizada também é um tipo produzido em laboratório, entretanto, diferentemente da água destilada, ela não pode ser considerada pura. Ela caracteriza-se por não possuir apenas substâncias iônicas, não sendo livre de substâncias moleculares. Os processos para chegar à água deionizada são a troca iônica ou a osmose reversa.

Aula 3

Semana

Situação de Aprendizagem 8 – Como o ser humano utiliza a água? Podemos interferir nos modos como a sociedade vem utilizando a água?

CONTEÚDOS E TEMAS: Poluição ambiental; responsabilidades legais e pessoais; uso da água e sua preservação.

COMPETÊNCIA E HABILIDADES: Buscar dados e informações sobre poluição das águas; conhecer aspectos da legislação sobre a água e sobre seus usos, para compreender o problema e refletir sobre formas de atuação que auxiliam no enfretamento das situações cotidianas e na elaboração de propostas de intervenção em sua realidade.

A despoluição de um rio é possível?

Para realizar a despoluição de um rio, é fundamental que sejam instaladas estações de tratamento de esgoto e sejam feitas campanhas de conscientização.

É frequente a morte de animais aquáticos como consequência da poluição

Frequentemente ouvimos nos noticiários a respeito da falta de água em várias cidades brasileiras.

A pequena parcela de água doce disponível para consumo humano está sendo desperdiçada, poluída e contaminada, o que diminui, assim, nosso acesso a esse recurso.

A poluição e a contaminação das águas são problemas graves e ocorrem como consequência da falta de projetos que evitem o lançamento de esgoto e outros produtos poluentes nas águas de rios, lagos e mares.

Além disso, a falta de conscientização da população a respeito da importância da água doce faz com que substâncias e produtos sejam lançados inadequadamente nos rios.

A poluição e a contaminação fazem com que a água se torne imprópria para consumo, diminuindo, assim, a quantidade de água potável disponível para a população. Além disso, esses processos podem intensificar o surgimento de doenças e provocar grande incômodo em razão do mau cheiro gerado.

A despoluição de rios seria uma possível solução para contornar esse tipo de problema.Para despoluir um rio, é fundamental, primeiramente, a criação de estações de tratamento de esgoto, evitando assim que águas residuárias sejam lançadas de maneira inadequada nas águas.

Também é fundamental que a conscientização da população seja feita, pois muitos dos produtos encontrados, tais como sacolas e garrafas, são lançados pelos moradores de áreas próximas ou pessoas que acreditam que, por estar sujo, o material lançado por ele não fará diferença.

Entre os rios que passaram por tratamento ao redor do mundo, muitos já apresentam sinais de recuperação e há alguns que já estão completamente despoluídos. Dentre esses rios que receberam tratamento, o exemplo mais conhecido e mais surpreendente de despoluição é o do rio Tâmisa na Inglaterra.

A despoluição do rio Tâmisa durou mais de 100 anos e surpreendeu, pois o rio estava completamente sem vida. A estratégia de despoluição baseou-se principalmente na criação de estações de tratamento de esgoto, que anteriormente não existiam na região.

Hoje o rio encontra-se com diversas espécies de peixes, incluindo-se o salmão, que é um animal extremamente sensível às mudanças da qualidade de água.

Outro exemplo de rio despoluído é o Reno, que era conhecido como um dos mais poluídos de toda a Europa. Apesar de todo o processo durar um pouco mais de 20 anos, ele destaca-se pela ação conjunta de vários países para que o rio fosse salvo. Hoje, assim como o Tâmisa, o rio Reno apresenta grande quantidade de formas de vida aquática.

Aqui no Brasil a luta está em despoluir um dos rios mais famosos do país: o Tietê. Esse rio, que anteriormente era usado inclusive para a pesca, hoje se encontra em um nível avançado de contaminação e poluição. O projeto para despoluí-lo, que se iniciou em 1992, é audacioso e custará milhões de reais.Vale destacar que o sucesso da despoluição do Tietê e de outros rios só é possível graças aos esforços maciços dos governantes e da ajuda da população. Sendo assim, ao chegar em um local poluído, evite agravar o problema!

ÁGUA: A IMPORTÂNCIA DO USO CONSCIENTE E FORMAS DE ECONOMIZAR

Água: A importância do uso consciente e formas de economizar

Os reservatórios de água no país são instáveis, pois dependem da chuva e enchem e secam de maneira variável. As Nações Unidas estimam que em 2025, dois terços da população mundial vão sofrer com a escassez de água. É crucial entendermos a importância deste bem precioso, e o fato de que se torna cada vez mais importante economizar água.

• A importância de economizar água

O Brasil é um dos países com a maior quantidade de reservas hídricas que somam cerca de 15% do total de água disponível no planeta. Entre 2014 e 2016, passamos por algumas crises de água, como a do sistema da Cantareira, que fornece água para nove milhões de pessoas. Em 2016, o reservatório sofreu o maior colapso de sua história, atingindo boa parte da população paulista.

Segundo o mesmo estudo da ONU (Organização das Nações Unidas) uma pessoa precisa de 110L de água para atender todas as suas demandas diárias, no Brasil, a média da população gasta 200L de água por dia.

Lembrando que vivemos em um país onde muitos não tem acesso à água potável diariamente, o que torna nossa média ainda mais preocupante.Poupar água é muito necessário, não apenas quando sua cidade ou seu condômino está em racionamento, e é por isso que nossas dicas podem te ajudar.

• Dicas para economizar água

1. Uma das maneiras mais interessantes de poupar água é reutilizá-la!Os resultados gerados são enormes. Reaproveite a água da chuva, banho, máquina de lavar e também a do ar-condicionado, para limpar a calçada, automóveis e usar na descarga de vasos. Para não atrair o mosquito da dengue utilize recipientes com tampas.
2. Evite lavar roupa muitas vezes durante a semana, procure acumular quado possível, lavando o máximo de cada vez. O consumo por ciclo de lavagem é em torno de 100L a 132L.
3. Parece loucura, mas é possível lavar o carro usando menos de um litro de água, para isso precisamos de panos de microfibra, um pulverizador e shampoo para  lavagem de carris. Dilua o produto na água e aplique com o pulverizador na lataria do carro, passe o pano de microfibra para que a sujeira seja absorvida, depois use outro pano que esteja seco para dar brilho.
4. Os pulverizadores ou borrifadores são ótimos na limpeza, pois direcionam a água no local exato a ser higienizado, diminuindo a quantidade a ser usada e rendendo muito mais.
5. O gasto usando mangueiras na limpeza é muito grande. O ideal é utilizar baldes, pois esses armazenam melhor a água, otimizando a limpeza e reduzindo o desperdício. Existem algumas linhas com duas águas, que separam a água limpa da suja, além de alguns possuírem o sistema quebra ondas, que ao deslocar o balde reduz o derramamento de água e evita acidentes. Combinando com o pano úmido pode se fazer uma limpeza muito mais prática, eficiente e utilizando somente a quantidade de líquido necessário, não precisando trocar pano nem fazer esforço.
6. Para economizar no banho, desligue o chuveiro ao se ensaboar e diminua o tempo embaixo da ducha. O banho ideal é de 5 minutos, o que equivale a 30 litros de água.
7. E não menos importante, não esqueça de economizar na torneira.Não deixe a água correndo enquanto estiver realizando as suas atividades rotineiras, sejam elas: lavar alimentos, escovar os dentes, fazer a barba, tomar banho, lavar louça, etc. É importante que você não esqueça de fechar bem as torneiras, para evitar que elas fiquem gotejando.
8. Adote descarga de caixa acoplada no vaso sanitário. É importante que você saiba da importância de ter um vaso sanitário que não consuma uma quantidade exacerbada de água. O vaso sanitário com a válvula e tempo de acionamento de 6 segundos gasta cerca de 15 litros. Quando a válvula está defeituosa, pode chegar a gastar mais que o dobro.
9. Para detectar vazamentos, busque periodicamente fechar o registro. É importante que você verifique se o relógio continua a contar, isso mostra se suas instalações estão com vazamentos ou não.

É possível viver com a quantidade de água estabelecida pela ONU?

Segundo a ONU (Organização das Nações Unidas), a quantidade de água suficiente para atender as necessidades básicas de um indivíduo é de 110 litros.

No ano de 2013, o consumo médio por pessoa calculado no Brasil era de 166,3 litros por dia, no Rio de Janeiro e Maranhão, por exemplo, esse índice excedia os 200 litros.

Com a crise que se instalou nos últimos meses, a dúvida começou a ser mais discutida: é realmente possível viver com 110 litros de água por dia?

Listaremos agora algumas atividades básicas e o quanto de água é gasto para a realização de cada uma, baseando-se em uma pessoa que mora em casa (os cálculos não são exatamente os mesmos para apartamentos)

Banho

– 12 litros de água Um banho com duração de dois minutos consome aproximadamente 12 litros de água. O ideal é que o chuveiro seja ligado somente para o primeiro enxague do corpo, e depois para retirar o sabonete. Durante o tempo de se ensaboar, utilizar xampu e outras atividades, o chuveiro deve permanecer desligado.

Beber água

– 2 litros O consumo diário recomendado é de 2 litros, mas esse índice varia de pessoa para pessoa.

Descarga

– 12 litros Duas descargas por dia consomem aproximadamente 12 litros no caso de vasos sanitários com caixa acoplada. A dica para economizar é utilizar um balde para que a descarga não seja acionada mais vezes.

Escovar os dentes

– 2,7 litros A torneira deve ser mantida desligada durante todo o tempo da escovação, e deve ser ligada somente para umedecer a escova antes de colocar o creme dental e depois, para limpeza da mesma. O cálculo de consumo é medido levando em conta 5 segundos com a torneira ligada, 3 vezes por dia.

Uma ideia boa é manter um copo com água do lado da pia, assim você pode utilizá-la para enxaguar a boca e reservá-la para alguma outra atividade.

Lavar a louça

– 55,2 litros A torneira da pia ligada por 4 minutos consome 55,2 litros, por isso, na hora de ensaboar a louça, ela deve ser desligada.

Outra prática que ajuda a economizar é remover bem o excesso de resíduos dos pratos e copos, assim a lavagem de louça propriamente dita durará menos tempo.

Lavar roupa na máquina

– 19 litros O recomendado é juntar toda a roupa da semana e lavar de uma única vez. O gasto médio é de 135 litros, divididos nos 7 dias, o gasto diário é de 19 litros.

O total é de 102,9 litros, ou seja, é possível sobreviver com a quantidade de água estabelecida pela ONU, e a água acumulada em todas as atividades pode ser utilizada para limpar o chão de casa e fazer faxina nos móveis se necessário

.Fonte: UOL

Aula 3

Semana Situação de Aprendizagem 2 – Dissolução de materiais em água e mudança de suas propriedades.Conteúdos e temas: Calor específico; densidade; temperatura de ebulição da água com a presença de solutos; solubilidade; outras propriedades.Competência e habilidades. Reconstruir o conceito de solubilidade em um nível mais amplo, como “extensão da dissolução”; compreender como as propriedades peculiares da água possibilitam a existência de vida no planeta; a partir de dados experimentais, concluir como a presença de solutos afeta as propriedades características da água; aplicar esses conhecimentos na resolução de problemas ambientais, industriais e relacionados com a saúde.

A água nossa de cada dia A água nos parece ser simples demais. Nada mais falso! Com mais de 70 comportamentos fora de série, é um material com inúmeras aplicações.

A água é um líquido estranho. Quando olhamos um copo de água gelada, não percebemos os grandes mistérios que este material guarda. Em um mundo altamente tecnológico, ficamos maravilhados com o silício, que possui a propriedade extraordinária de aumentar a sua condutividade ao ser dopado por pequenas quantidades de outro material. Esta propriedade interessante possibilitou a criação dos chips de computador mais de cem anos depois de ter sido observada pela primeira vez.

Por outro lado, a água nos parece ser simples demais. Nada mais falso!Notem: o silício tem somente uma propriedade diferente do que a maioria dos materiais apresenta, por ser um semicondutor, e já é um sucesso; a água tem mais de 70 comportamentos fora de série, e é, portanto, um material com inúmeras aplicações. Ilustremos um destes comportamentos.

Se você pegar um cubo de gelo e colocar na água líquida, ele flutua, porque gelo é menos denso do que água. Isto é anormal, pois a fase sólida dos demais materiais é mais densa que sua fase líquida. Uma barra de metal, por exemplo, afunda no metal líquido. Ainda mais espetacular do que gelo flutuar em água, é água a 0º C flutuar em água a 4º C. Assim, no inverno, em locais que alcançam temperaturas negativas, os rios e lagos congelam somente na superfície, permitindo que peixes e plantas sobrevivam no fundo, que está a uma temperatura de 4º C.  Isto, inclusive, permitiu que algumas plantas, insetos e pequenos animais tenham sobrevivido a uma das últimas eras glaciais, quando a Terra ficou coberta de gelo.

Outra propriedade fundamental para a vida é o calor específico, Cp, que é quanto calor tem que ser dado para um material aumentar em 1º C a sua temperatura. No caso da água, o Cp tem um valor alto, o que significa que é necessário dar muito calor para a água aumentar em 1º C a sua temperatura. Observamos isso quando vamos a uma piscina para nadar. A água durante um dia quente estará mais fria do que o concreto do piso que contorna a piscina, pois, para aumentar a temperatura da água em 1º C, é necessário fornecer mais calor do que para aumentar a temperatura do concreto. Esta propriedade extraordinária permite que os oceanos não tenham uma variabilidade de temperatura muito elevada, o que igualmente ajuda na manutenção da vida. Mas há coisas bem quotidianas nas quais podemos usar esta propriedade. Se queremos esfriar uma panela de pressão bem quente rapidamente, a colocamos em contato com a água, ao invés de a deixarmos em contato com o ar, pois a capacidade de absorver calor da água é maior do que a do ar. A indústria usa esta anomalia da água – absorver mais calor do que outros materiais – para controle de temperatura.

Além disso, água é um solvente fantástico. Água dissolve bem o sal do nosso sangue e da nossa comida, e o açúcar do nosso café. A água, no entanto, tem seus desafetos. Água detesta compostos apolares (moléculas que, diferentemente da água, são mais democráticas na sua distribuição de elétrons, e não têm acúmulo de cargas em uma dada direção), particularmente óleos.

Para resolver este conflito entre água e óleo, é possível usar moléculas surfactantes, como o detergente de cozinha, que une estes dois grandes inimigos. Este jogo de amor e ódio que certos materiais têm com a água tem sua utilidade. Cobrimos o sofá da sala com um polímero que odeia água para que o mesmo não molhe e usamos materiais que amam água para absorver água do ar como, por exemplo, o sal de cozinha – se o deixamos exposto em um dia úmido, ele transforma o vapor de água em água.

Isto ocorre porque o sal é polar (tem uma distribuição de carga). Em regiões áridas, se usam polímeros com grupos com cargas para fabricar redes que capturam água do ar .Mas o que faz com que a água seja assim tão especial? A molécula de H²O em seu formato simples guarda um segredo.

O oxigênio, com seus oito elétrons, para se equilibrar eletronicamente precisa de mais dois elétrons, enquanto cada hidrogênio, com somente um elétron, precisa de um elétron a mais para se equilibrar. Para resolver este problema, a natureza criou uma solução socialista, através da negociação perfeita chamada de ligação covalente. O oxigênio empresta um elétron para cada hidrogênio e cada hidrogênio empresta o seu único elétron para o oxigênio.

Em média, cada hidrogênio fica com dois elétrons e cada oxigênio com dez elétrons.

A ligação covalente, no entanto, não é igualitária. O oxigênio por ter mais prótons, puxa todos os elétrons para a sua vizinhança. Os hidrogênios ficam com os elétrons, mas estes não ficam próximos ao H e sim ao O, ficando a molécula polarizada. Surge assim a “ligação de hidrogênio”.

Enquanto a ligação covalente é entre átomos, a de hidrogênio é entre moléculas, sendo esta última bem mais fraca do que a primeira. Se a ligação covalente é um casamento entre o oxigênio e o hidrogênio, a ligação de hidrogênio é um flerte fortuito entre o hidrogênio de uma molécula e o oxigênio da molécula vizinha.  Devido ao formato em V das ligações covalentes, como ilustra a figura 1.

cada molécula de água pode formar até quatro ligações de hidrogênio. Imagine você estar no centro de um cubo, com os dois braços apontando para dois vértices em diagonais opostas da face superior do cubo e os dois pés apontando para dois vértices em diagonais opostas na face inferior do cubo, alternadas em relação às superiores, como ilustra a figura 2.

As quatro ligações de hidrogênio são exatamente assim. Note que elas têm uma distância e ângulo bem precisos. Assim, a baixas temperaturas, o gelo forma todas as ligações possíveis, mas ao aumentar a temperatura algumas ligações são rompidas, o que permite que as moléculas se aproximem, aumentando a densidade e, por isso, o gelo é menos denso que a água a 4º C.

A presença das ligações também explica o calor específico elevado, pois é necessário dar calor para romper a ligação e, somente depois de rompida, aumentar a temperatura. Materiais que têm cargas livres, como o sal de cozinha, ou que formam ligações de hidrogênio com a água, como os álcoois, amam a água e se dissolvem bem na água; materiais sem cargas, como os polímeros que usamos para cobrir o sofá da nossa casa, odeiam água e não se solubilizam em água e, por isso, são ótimos para impedir que algo se molhe.Além de propriedades termodinâmicas, a água se move de maneira peculiar.

Na grande maioria dos materiais, a mobilidade das moléculas aumenta com a diminuição da densidade do sistema, pois o espaço para se mover aumenta. Se queremos fazer o óleo fluir mais, aumentamos a temperatura para diminuir a densidade.

Na água, no entanto, a baixas temperaturas a mobilidade aumenta com o aumento da densidade.

As moléculas de água a altas densidades têm ligações de hidrogênio muito promíscuas que se formam e se desfazem rapidamente, permitindo à água se mover de uma molécula vizinha à outra. A água se comporta como um bando de foliões no carnaval, onde a densidade de pessoas é enorme: as pessoas se movem rapidamente, largando o braço de um companheiro de bloco e passando ao braço de outro.

Uma consequência interessante desta alta mobilidade é que se colocarmos a água confinada em tubos muito fininhos (10.000 vezes mais finos do que um fio de cabelo), a água flui através do tubo a uma velocidade que pode ser até 1.000 vezes maior do que se espera para a maioria dos materiais. O que ocorre é que a água confinada em volumes pequenos se move usando a rede de ligações de hidrogênio.

Para um tubo bem fininho, as moléculas formam uma linha compacta, que se move como se fosse um tubo dentro de outro tubo como mostra a figura 3. Este fenômeno tem uma aplicação muito importante.

Qual a utilidade deste superfluxo?

Hoje uma em cada seis pessoas no mundo vive em regiões onde há stress hídrico, ou seja, vivem em regiões que não têm água suficiente para produzir a sua subsistência, e este número em 2030 irá chegar a 50% da população. No Brasil, temos regiões que não têm água suficiente para a sobrevivência, e o crescimento não planejado da agricultura adicionado ao uso indiscriminado de agrotóxicos tem levado a situações de falta de água em regiões como São Paulo.

Este quadro, com o crescimento da população, mudança do clima e contaminação da água potável, irá se agravar mundialmente nos próximos anos.Uma solução que se usa para isso é a dessalinização de água do mar ou salobra. Hoje na Califórnia, em algumas ilhas do Caribe, em diversos países do Oriente Médio e na ilha de Fernando de Noronha, a dessalinização é uma realidade.

Uma alternativa é o processo de osmose reversa, usado na Califórnia, que consiste em empurrar a água através de um filtro que permite a passagem de água, mas não a de sal. Este processo é caro e ineficiente, pois as plantas de dessalinização são instalações enormes e se justificam somente para abastecer grandes cidades, pois o processo não tem um equivalente em pequena escala.

O defeito deste processo é que não usa nenhuma das propriedades mágicas da água.Com a descoberta recente do superfluxo da água confinada, alguns pesquisadores têm proposto o uso de nano estruturas para separar a água do sal. A água atravessa os nanotubos de carbono com um superfluxo e o sal, devido à barreira dielétrica da membrana nanométrica, fica fora da membrana.

Para que o processo ocorra, os poros devem ter 2 nanômetros de diâmetro, o que por si só é um desafio para a produção em série. A boa nova é que testes laboratoriais realizados na Universidade da Califórnia e testes computacionais realizados por diversos grupos, inclusive o do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul que coordeno, mostraram que este processo seria em ordens de grandeza mais eficiente do que aquele usado atualmente, tornando as plantas de dessalinização mais eficientes, exigindo um consumo menor de energia e filtros menores, ou seja, factíveis para pequenas cidades ou mesmo para bairros. Esperamos que com o desenvolvimento de tecnologias de larga escala para a produção de nanotubos, grafeno ou do MoS² em quantidade suficiente para construir membranas como a ilustrada na figura 4, em dez anos esta tecnologia esteja implementada no mundo ou, quem sabe se voltarmos a ter um financiamento regular e ininterrupto em ciência e tecnologia, mesmo no Brasil.

Figura 4 – Sal e água (região sombreada) passando através de uma membrana nanométrica de Dissulfeto de Molibdênio. (Imagem da autora)

Aula 4

12ª semana

23/04 a 27/04/2018Situação de Aprendizagem 6 – Tratamento da Água – Uma questão de sobrevivência

CONTEÚDOS E TEMAS: Etapas de Tratamento da água.

COMPETÊNCIA E HABILIDADES.Compreender a necessidade de tornar a água potável; conhecer procedimentos para seu tratamento, aplicando conceitos e processos como separação de sistema heterogêneos, solubilidade e transformação química; organizar e interpretar informações sobre o tratamento e consumo de água para refletir sobre o uso consciente da água e tomar suas decisões dentro dos limites, a esse respeito.

Aula 5

 SOLUÇÕES 

CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES

O que são concentrações de soluções químicas?Concentrações de soluções químicas é a relação entre quantidade de soluto e quantidade de solvente ou de solução. A ideia é bem intuitiva. Um local onde tem muita gente concentrada indica que tem muita gente em um determinado espaço. Perceba que há uma relação de quantidade entre pessoas e espaço.O mesmo acontece com soluções!No caso de soluções essas quantidades podem ser expressas em mol, massa ou volume. E aí podem ser feitas as diversas combinações entre mol, massa e volume para obter uma relação de concentração.

DEFINIÇÕES

Uma solução é uma mistura homogênea (tipo de mistura onde não é possível distinguir de forma individual cada um dos seus componentes) de um soluto (substância sendo dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução).As soluções são encontradas em quaisquer dos três estados físicos: gasoso, líquido ou sólido.

O ar, solução gasosa mais comum, é uma mistura de nitrogênio, oxigênio e quantidades menores de outros gases. Muitas ligas metálicas são soluções sólidas como o “níquel” das moedas (25% Ni, 75% Cu).

As soluções mais familiares estão no estado líquido, especialmente aquelas nas quais a água é o solvente.Quanto a proporção soluto/solvente, as soluções podem ser diluídas, concentradas, insaturadas, saturadas ou supersaturadas. 

Podemos descrever uma solução contendo uma pequena quantidade de soluto como diluída e outra, contendo mais soluto na mesma quantidade de solvente como concentrada.

A solução saturada onde a quantidade de soluto é igual ao coeficiente de solubilidade(quantidade limite de soluto que pode ser adicionado a um determinado volume de solvente),as soluções insaturadas são as que possuem quantidade de soluto menor que o seu coeficiente de solubilidade e as super – saturadas apresentam a quantidade de soluto maior que o seu coeficiente de solubilidade, sendo estas muito instáveis e de difícil preparo.

Quanto à condutividade elétrica, as soluções podem ser eletrolíticas ou iônicas. As partículas dissolvidas são íons, bons condutores de eletricidade. É o caso das soluções aquosas de ácidos, bases e sais.

E não–eletrolíticas ou moleculares onde as partículas dissolvidas são moléculas não conduzindo eletricidade. É o caso da sacarose em água.

DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES

Fazemos uma diluição quando adicionamos mais solvente a uma solução já existente, de modo que a concentração da solução diminua.

No cotidiano é muito comum realizarmos diluições. Por exemplo, geralmente os rótulos de sucos concentrados indicam que o preparado desses sucos deve ser feito acrescentando-se água numa proporção determinada. Quando fazemos isso, estamos diluindo o suco.

Atenção: Não confunda diluição com dissolução. Quando estamos fazendo um suco e adicionamos o soluto (refresco em pó, por exemplo) ao solvente (água), está ocorrendo uma dissolução. Mas quando acrescentamos mais água a uma solução de água com refresco em pó, temos uma diluição.

Essa prática também é muito comum nos laboratórios, pois geralmente as soluções que são comercializadas vêm numa concentração bem alta e, de acordo com a finalidade, os cientistas preparam soluções mais diluídas a partir da solução inicial.Essas soluções costumam ser preparadas pegando-se uma alíquota, isto é, uma parte da solução inicial com uma pipeta, que é um instrumento utilizado para medir e transferir volumes de líquidos com alta precisão.

Essa alíquota é transferida para um balão volumétrico e, por último, acrescenta-se a água até atingir o volume desejado e indicado pelo balão volumétrico.Mas surge uma pergunta:

Como saber o volume da alíquota que se deve pegar para preparar a solução?

Bem, isso depende de qual concentração queremos que a solução tenha. Quando realizamos uma diluição, a massa do soluto permanece inalterada, como mostra a imagem abaixo:No entanto, a massa do solvente mudou e, consequentemente, a massa e a concentração da solução também mudaram.

Tendo em vista que a fórmula da concentração comum é dada pela divisão entre a massa do soluto pelo volume da solução, temos o seguinte:

C_inicial = __m_{1__}                                           C_final = __m_{1__}
V_inicial                                                             V_final

m₁ = C_inicial . V_inicial                                                   m₁ = C_final . V_final  C_inicial . V_inicial = C_final . V_final

Por meio dessa relação é possível determinar a concentração da solução final. Veja um exemplo abaixo:“500 mL de água foram adicionados a uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H₂SO_4(aq)) de volume inicial igual a 200 mL e concentração de 20 g/L. Qual a concentração da solução após essa diluição?”

Resolução:Dados:Se a concentração inicial era de 20 g/L, isso significa que em cada litro da solução há 20 gramas de soluto (ácido sulfúrico) dissolvido. Assim, basta fazer uma regra de três para descobrir qual a massa do soluto que está dissolvida em 200 mL (0,2 mL) da solução:20 g de ácido sulfúrico ——— 1 L de solução
m₁ ——— 0,2 L
1 . m₁ = 0,2 . 20
m₁ = 4 g

Agora, para descobrir a concentração final basta usar a expressão abaixo:

C_inicial . V_inicial = C_final . V_final

(20 g/L) . 0,2 L = C_final . (0,2 L + 0,5 L)
C_final = _4g_
0,7L
C_final = 5,7 g/L

A mesma relação pode ser feita com a concentração em mol/L, com o título em massa e com a fração molecular, como mostra a tabela abaixo:
Aula 6

4ª semana 26/02/2018 a 02/03/2018

Situação de Aprendizagem 3 – Concentração de Soluções – – unidades de concentração; % em massa g.L-1; ppm.Compreender o conceito de concentração; compreender as unidades que expressam a composição das soluções e utiliza-las adequadamente; realizar cálculos envolvendo as diferentes unidades de concentração e aplica-los no reconhecimento de problemas relacionados a quantidade da água para o consumo.

CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES

Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução. As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc. A concentração de uma solução deve ser expressa em unidades quantitativas. São usadas as chamadas unidades de concentração que são medidas quantitativas da afinidade de soluto que se dissolve. A quantidade relativa de uma substância é conhecida como concentração e é expressa em diferentes unidades.

TIPOS DE CONCENTRAÇÃO1.Concentração Comum (C)
Também chamada concentração em g/L (grama por litro), relaciona a massa do soluto em gramas com o volume da solução em litros.Onde:
C = concentração comum (g/L)
m1= massa do soluto(g)
V = volume da solução (L)Exemplo:
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?

OBS: Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença:A densidade é sempre da solução, m2 então:

Na concentração comum, calcula-se apenas a m soluto, ou seja, m1Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice:
1 = para quantidades relativas ao soluto
2 = para quantidades relativas ao solvente
nenhum índice = para quantidades relativas à soluçãom=m1+m2

2. Densidade

Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância. O cálculo da densidade é feito pela divisão da massa do objeto por seu volume.(UFU-MG) Em condições ambientes, a densidade do mercúrio é de aproximadamente 13 g/cm³. A massa desse metal, da qual um garimpeiro de Poconé (MT) necessita para encher completamente um frasco de meio litro de capacidade, é de?”

Resolução:

Dados:

d_mercúrio = 13 g/cm³
V = 0,5 L = 500 mL = 500 cm³
m = ?

Da fórmula da densidade, temos:

d = m/V
m = d . V
m = (13 g/cm³) . (500 cm³)
m = 6500 g

Por exemplo, digamos que você quer descobrir a densidade de um pedaço de ferro de forma irregular. Depois de determinar a massa desse objeto, você determinará o volume dele fazendo o seguinte:

1. Coloque determinado volume de água em uma proveta;
2. Depois pegue o pedaço de ferro e coloque-o totalmente submerso nessa proveta;
3. Observe qual foi a diferença no volume da água. Pronto! Esse é o volume do sólido!

Por exemplo, digamos que a massa “pesada” deu igual a 39,5 g e que o volume de água na proveta aumentou de 50 mL para 55 mL, então a diferença do volume, isto é, 5 mL, corresponde ao volume do pedaço de ferro. Calculando a densidade dele, temos:d = m
Vd = 39,5 g
5 mL
d = 7,9 g/mL

Essa é exatamente a densidade do ferro a 20ºC.Pode-se dizer também que quanto menos o volume de água for deslocado, menos denso é o objeto.

3. Título ou Porcentagem em massa de uma solução

É a relação (razão) entre a massa do soluto e a massa da solução. Ele não tem unidades e pode ser expresso também em porcentagem. Nesse caso é só multiplicar o resultado por 100%. Além disso, existe a porcentagem em volume da solução

4. Partes por Milhão (ppm)

Concentração PPM     Partes por milhão ou abreviadamente ppm é a medida de concentração que se utiliza quando as soluções são muito diluídas. Concentrações ainda menores podem ser expressas em partes por bilhão (ppb), partes por trilhão, etc, no que se chama partes por notação, da qual a ppm é a mais usual.

A concentração em ppm é muito usada para medir gases poluentes no ar e metais pesados na água

Aula 16

18ª semana 04/06 a 08/06/2018

Situação de Aprendizagem 12 – Representando a energia envolvida nas transformações; o uso de diagramas de energia.

CONTEÚDOS E TEMAS:Diagramas de energia; calor  de reação; reação exotérmicas e endotérmicas.

COMPETÊNCIA E HABILIDADES.Fazer uso da linguagem química; compreender, utilizar e saber construir gráficos de energia.DISCIPLINA: QUÍMICA – 2° SÉRIE – 3° BIMESTRE.

Distribuição Eletrônica 

Camadas Eletrônicas ou Níveis de Energia
A coroa ou eletrosfera está dividida em 7 camadas designadas por K, L, M, N, O, P, Q ou pelos números: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

O número de camada é chamado número quântico principal (n).

Número máximo de elétrons em cada nível de energia:
1. Teórico:
Equação de Rydberg: x = 2n²

1. Experimental:
   O elemento de número atômico 112 apresenta o seguinte número de elétrons nas camadas energéticas:

Camada de valência é a camada mais externa do átomo e pode contar no máximo 8 elétrons

Subcamadas ou Subníveis de Energia
Uma camada de número n será subdividida em n subníveis:

s, p, d, f, g, h, i…

Nos átomos dos elementos conhecidos, os subníveis teóricos g, h, i… estão vazios.

Número máximo de elétrons em cada subnível experimental:

Distribuição dos elétrons nos subníveis (configuração eletrônica)
Os subníveis são preenchidos em ordem crescente de energia (ordem energética). Linus Pauling descobriu que a energia dos subníveis cresce na ordem:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d…

É nessa ordem que os subníveis são preenchidos. Para obter essa ordem basta seguir as diagonais no Diagrama de Pauling abaixo:

Seqüência de preenchimento de orbitais

Deve-se observar a ordem energética dos subníveis de energia, que infelizmente não é igual à ordem geométrica. Isso porque subníveis de níveis superiores podem ter menor energia total do que subníveis inferiores. A energia de um subnível é proporcional à soma (n + l) de seus respectivos números quânticos principal (n) e secundário (l).

O número quântico azimutal ou secundário, representado pela letra l, especifica a subcamada e, assim, a forma do orbital. Pode assumir os valores 0, 1, 2 e 3, correspondentes às subcamadas s, p, d, f.

Método analítico para ordenação dos subníveis:

Exemplos

1)  (n + l)

3d 4s
n = 3 n = 4
l = 2 l = 0
n + l = 3 n + l = 4

3d é mais energético que 4s

2)

3d 4p
n = 3 n = 4
l = 2 l = 1
n + l = 5 n + l = 5

Quando os subníveis apresentarem a mesma soma, o mais afastado ou de maior nível energético terá maior energia.

Ordem geométrica é a ordenação crescente de níveis energéticos.

Exemplo: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p…

Camada de Valência é o último nível de uma distribuição eletrônica, normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência, são os que participam de alguma ligação química.

Exemplo: Arsênio (As): Z = 33

– Ordem energética (ordem de preenchimento): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3

– Ordem geométrica (ordem de camada): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3

Camadas Energéticas: K = 2; L = 8; M = 18; N = 5
A camada de valência do As é a camada N, pois é o último nível que contém elétrons.

Distribuição Eletrônica em Íons

Átomo: nº de prótons = nº de elétrons
Íon: nº de prótons (p) ≠ nº de elétrons
Íon positivo (cátion): nº de p > nº de elétrons
Íon negativo (ânion): nº de p < nº de elétrons

Distribuição Eletrônica em Cátion
Retirar os elétrons mais externos do átomo correspondente. Exemplo:

Ferro (Fe) Z = 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 (estado fundamental = neutro)

Fe²⁺ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 (estado iônico)

Distribuição Eletrônica em Ânion
Colocar os elétrons no subnível incompleto. Exemplo:

Oxigênio (O) Z = 8 → 1s2 2s2 2p4 (estado fundamental = neutro)

O^2- → 1s2 2s2 2p6

Os números átomos.
Existem quatro números quânticos: quânticos descrevem a posição (e a energia) dos elétrons nos

Número quântico principal: indica o nível (camada) de energia.

Número quântico secundário ou azimutal: indica o sub-nível de energia.

Número quântico magnético: indica o orbital.

Número quântico de spin: indica a orientação do elétron no orbital.

Dois elétrons nunca terão os quatro números quânticos iguais, pois mesmo que estejam no mesmo nível, no mesmo sub-nível e no mesmo orbital, terão spins opostos. Assim, qualquer par de elétrons pode ter até três números quânticos iguais.

1. Número quântico principal, n

O número quântico principal terá como valores 1, 2, 3, 4…de acordo com o nível eletrônico que o elétron se encontra.

1. Número quântico azimutal, l

O número quântico  azimutal, informa-nos sobre a forma dos orbitais (s, p, d, f). Para um dado valor de n, l pode ter como valores possíveis os números inteiros de 0 a (n − 1). Para os sub-níveis s, p d, f, temos:
s    = 0, p   = 1 , d   = 2 , f    = 3

1. Número quântico magnético, ml

O número quântico magnético especifica a orientação permitida para uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem (designada pelo valor de l). Dessa forma, este número quântico pode assumir valores inteiros de -l, passando por zero, até +l. Para os sub-níveis s, p d, f, temos:

1. Número quântico de spin, ms

O número quântico de spin indica a orientação do elétron ao redor do seu próprio eixo. Como existem apenas dois sentidos possíveis, este número quântico assume apenas os valores -1/2 e +1/2.

1. Exemplos: Quais os nºs quânticos do último elétron (elétron diferencial, verificador) de cada átomo abaixo?

Al = 1s22s22p63s23p1
Logo os nºs quânticos são referentes ao elétron de 3p1:
n    = 3 (terceiro nível)
l     = 1 (sub-nível p)
ml  = -1 (primeiro orbital p)
ms = -1/2 (rotação)

Fe = 1s22s22p63s23p64s23d6
Logo os nºs quânticos são referentes ao elétron de 3d6:
n    = 3 (terceiro nível)
l     = 2 (sub-nível d)
ml  = -2 (primeiro orbital d)
ms = +1/2 (rotação)

Aula 17

Semana

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1 FORÇAS DE INTERAÇÃO ENTRE PARTÍCULAS QUE COMPÕEM OS ESTADOS SÓLIDO, LÍQUIDO E GASOSO

Conteúdos e temas: interações entre íons, átomos e moléculas: volatilidade, temperaturas de fusão e de ebulição e forças de interação.
Competências e habilidades: construir e interpretar o conceito de forças interpartículas, relacionando-as às propriedades das substâncias iônicas, moleculares e metálicas; aplicar
os conhecimentos adquiridos em situações do cotidiano que envolvem diferentes tipos de
interação.
Sugestão de estratégias de ensino: trabalho em grupo; análise de tabelas; interpretação de gráficos;
aulas expositivas dialogadas; pesquisas; atividade prática; elaboração de textos; seminários.
Sugestão de recursos: material para atividade prática; atividades propostas.
Sugestão de avaliação: questões propostas; elaboração de texto; busca em fontes de informação;
apresentação de seminários; atividade-síntese.

No ano de 1913, o dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr (1885-1962) estabeleceu o modelo atômico sistema planetário que é usado atualmente.

Bohr chegou a esse modelo baseando-se no dilema do átomo estável. Ele acreditava na existência de princípios físicos que descrevessem os elétrons existentes nos átomos.

Esses princípios ainda eram desconhecidos e graças a esse físico passaram a ser usados.

Bohr iniciou seus experimentos admitindo que um gás emitia luz quando uma corrente elétrica passava nele. Isso se explica pelo fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a liberam na forma de luz. Sendo assim, ele deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada.

Esse conjunto de energias quantizadas mais tarde foi chamado de níveis de energia.Com essas conclusões Bohr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford e chegou ao modelo do átomo como sistema planetário, onde os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de camadas.

Conceito de Bohr: Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. Existem 7 camadas eletrônicas, representadas pelas letras maiúsculas: K, L, M, N, O, P e Q.

À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados. As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera.Assim, as camadas K, L, M, N, O, P e Q constituem os 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º níveis de energia, respectivamente.

A partir dessa descrição, é fácil deixar-se induzir por uma concepção de um modelo que lembra a órbita de um planeta, com elétrons orbitando ao redor do “núcleo-sol”.

Aula 18

Semana

Camada de valência.

A camada de valência é o nível mais afastado do núcleo de um átomo e pode ser determinada por meio de distribuição eletrônica ou pela tabela periódica.

A camada de valência é a camada mais externa que um átomo pode apresentar, ou seja, é a camada mais distante do núcleo de um átomo. Uma das formas de determiná-la é por meio da distribuição eletrônica fundamental no diagrama de Linus Pauling.Como podemos observar no diagrama de Linus Pauling acima, um átomo apresenta sete níveis de energia (1 a 7). Quando realizamos a distribuição eletrônica, a camada de valência será sempre a última. Veja os exemplos a seguir:

Exemplo 1: Átomo de sódio (₁₁Na)Analisando a distribuição eletrônica acima, é possível constatar que a camada de valência (o nível mais afastado do núcleo) é o terceiro nível e apresenta um elétron (no subnível s).Exemplo 2: Átomo de germânio (₃₂Ge)Analisando a distribuição acima, é possível constatar que a camada de valência (nível mais afastado do núcleo) é o quarto nível e possui quatro elétrons (nos subníveis s e p).Exemplo 3: Átomo de urânio (₉₂U)Analisando a distribuição eletrônica do urânio, é possível constatar que a camada de valência é o sétimo nível e apresenta dois elétrons (no subnível s).

Aula 19

semana

Camada de valência e a tabela periódica. Podemos ainda determinar a camada de valência por meio do período e da família do elemento na Tabela Periódica.

a) Período O período (coluna horizontal, numerada de 1 a 7) em que o elemento está é a sua camada de valência.

Exemplo 1: Átomo de estanho (Sn) O estanho está localizado no quinto período da tabela periódica, logo, sua camada de valência é a quinta.

Exemplo 2: Átomo de bário (Ba) O bário está localizado no sexto período da tabela periódica, logo, sua camada de valência é a sexta.

Exemplo 3: Átomo de meitnério(Mt) O meitnério está localizado no sétimo período da tabela periódica, logo, sua camada de valência é a sétima.

b) Família A Quando o elemento pertence à família A, o número da família sempre será o número de elétrons na camada de valência, distribuídos nos subníveis s (limite de 2 elétrons) e p (limite de 6 elétrons).

Exemplo 1: Átomo de estanho (Sn) O estanho está localizado na família IVA da tabela periódica, logo, sua camada de valência apresenta quatro elétrons (dois estão presentes no subnível s e dois estão no subnível p).

Exemplo 2: Átomo de bário (Ba) O bário está localizado na família IIA da tabela periódica, logo, sua camada de valência apresenta dois elétrons (no subnível s).

c) Família B Independentemente da família B a que o elemento pertença, sua camada de valência sempre apresentará 2 elétrons (no subnível s).

Exemplo 1: Átomo de meitnério (Mt) O meitnério está localizado na família VIIB da tabela periódica, logo, sua camada de valência apresenta dois elétrons (no subnível s).

Exemplo 2: Átomo de cobre (Cu) O cobre está localizado na família IB da tabela periódica, logo, sua camada de valência apresenta dois elétrons (no

Aula 20

Semana

Exercícios Sobre A Camada De Valência

Questão 1

O ouro foi um dos primeiros elementos a serem descobertos pelo homem (2600 a.C), junto com o carbono, mercúrio, ferro, prata, cobre e outros. Por volta de 1400 a.C., o ouro teve sua aplicação no Egito e era usado para valorizar os sarcófagos das múmias dos faraós. Por esse e outros motivos, o ouro mereceu lugar de destaque por ser um metal precioso de beleza característica. Esse metal pode ser encontrado livremente na natureza, conhecido como ouro nativo. Estima-se que existam cinco quilates de ouro para cada milhão de toneladas de terra, por isso esse elemento é tão raro. Analisando as características atômicas, qual seria a camada de valência de um átomo de ouro?

a) [Xe] 6s², 5d⁷

b) [Xe] 6s², 5d⁹

c) [Xe] 6s², 5d⁸

d) [Xe] 5d¹⁰

e) [Xe] 5d¹⁰

Resposta 

Letra b). Para determinar a camada de valência, é interessante realizar a distribuição eletrônica do átomo de ouro no diagrama de Linus Pauling, lembrando que o subnível s comporta 2 elétrons, o p comporta 6 elétrons, d comporta 10 elétrons e f comporta 14 elétrons. Assim:

Nessa distribuição, podemos observar que o nível mais distante do ouro é o 6s², e o último subnível preenchido após ele é o 5d⁹. Sempre que a distribuição eletrônica de um átomo acabe no subnível d, sua camada de valência abrangerá o último subnível s preenchido e o subnível d.

Questão 2

O elemento químico potássio possui símbolo atômico K, número atômico 19 (19 prótons e 19 elétrons) e massa atômica 39 u. O potássio pertence à classe dos metais Alcalinos e, como membro dessa família, obedece às características dela: é leve, funde-se a baixas temperaturas e recebe a denominação de alcalino porque, durante reação com água, forma uma base alcalina. Esse elemento tem coloração branco-prateada, é um metal abundante na natureza, cujas fontes principais são as águas salgadas e minerais. Com relação à camada de valência dos átomos de potássio, quantos elétrons estão presentes?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

Letra a). Para determinar o número de elétrons na camada de valência de um átomo de potássio, devemos realizar a sua distribuição eletrônica:

Analisando essa distribuição, observamos que o nível mais distante nesse átomo é o 4^o, no qual temos a presença apenas do subnível s, que contém um elétron. Logo, o átomo de potássio possui um elétron na sua camada de valência.

Questão 3

(UCS-RS) Os dias dos carros com luzes azuis estão contados, pois, desde 1º de janeiro de 2009, as lâmpadas de xenônio (₅₄Xe) não podem mais ser instaladas em faróis convencionais. Mesmo que as lâmpadas azuis possibilitem três vezes mais luminosidade do que as convencionais, elas não se adaptam adequadamente aos refletores feitos para o uso com lâmpadas convencionais, podendo causar ofuscamento à visão dos motoristas que trafegam em sentido contrário e possibilitando, assim, a ocorrência de acidentes. Quantos elétrons o gás xenônio apresenta na camada de valência?

a) 2

b) 6

c) 8

d) 10

e) 18

Letra c). Para determinar o número de elétrons na camada de valência de um átomo de xenônio, devemos realizar a sua distribuição eletrônica:

Analisando essa distribuição eletrônica, observamos que o nível mais distante nesse átomo é o 5^o, no qual temos a presença dos subníveis s e p, contendo, respectivamente, 2 e 6 elétrons. O átomo de xenônio, portanto, possui oito elétrons na sua camada de valência.

Questão 4

(UFES) Ligas de titânio (₂₂Ti) são muito utilizadas na fabricação de parafusos e pinos que compõem as próteses ortopédicas. A configuração eletrônica correta do átomo de titânio é:

a) [Ar] 3d⁴

b) [Ar] 3d⁶

c) [Ar] 4s¹, 3d³

d) [Ar] 4s², 3d²

e) [Ar] 4s², 3d⁵

Letra d). Para determinar essa configuração, é interessante realizar a distribuição eletrônica do átomo de titânio no diagrama de Linus Pauling, lembrando

que o subnível s comporta 2 elétrons, o p comporta 6 elétrons e o d comporta 10 elétrons. Assim:Nessa distribuição, podemos observar que o nível mais distante do titânio é o 4s², e o último subnível preenchido após ele é o 3d². Sempre que a distribuição eletrônica de um átomo termine no subnível d, sua camada de valência abrangerá o último subnível s preenchido e o subnível d.

Ligação iônica é uma interação entre átomos na qual ocorre a perda e o ganho de elétrons, resultando em compostos com características e fórmulas bem particulares.

O cloreto de sódio é um exemplo de composto formado a partir de ligação iônica entre os átomosLigação iônica é o nome dado a uma das três formas como os átomos podem interagir entre si. As outras formas de interação entre átomos são a ligação covalente, que ocorre entre átomos de ametais, hidrogênios, ou ametal e hidrogênio, e a ligação metálica, a qual acontece somente entre átomos de um mesmo metal.Os átomos dos elementos químicos que participam da ligação iônica devem apresentar, obrigatoriamente, a natureza de ganhar ou perder elétrons, assim, a ligação iônica pode ocorrer entre: