Química 3-química cidadã

Coleção Química Cidadã
QUÍMICA
Cidadã
VOLUME 3
PEQUIS – PROJETO DE ENSINO DE QUÍMICA E SOCIEDADE
ENSINO MÉDIO – QUÍMICA – 3 a - série
Wildson Luiz Pereira dos Santos (coord.)
Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB.
Licenciado em Química pela Universidade de Brasília, mestre em Educação em
Ensino de Química pela Unicamp e doutor em Educação em Ensino de Ciências pela UFMG.
Gerson de Souza Mól (coord.)
Professor Adjunto do Instituto de Química da UnB.
Bacharel e licenciado em Química pela Universidade Federal de Viçosa, mestre em Química Analítica
pela UFMG e doutor em Ensino de Química pela Universidade de Brasília (UnB).
Siland Meiry França Dib
Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal.
Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em
Educação pela Universidade Católica de Brasília (UCB).
Roseli Takako Matsunaga
Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal.
Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em
Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB).
Sandra Maria de Oliveira Santos
Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal.
Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB) e mestre em
Ensino de Ciências pela Universidade de Brasília (UnB).
Eliane Nilvana F. de Castro
Professora do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal. Licenciada em
Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB).
Gentil de Souza Silva
Professor do Ensino Médio da Secretaria de Estado de Educação do Distrito Federal e químico
industrial. Licenciado em Química pela Universidade Estadual da Paraíba e especialista em
Química pela Universidade Federal de Lavras.
Salvia Barbosa Farias
Professora do Ensino Médio da Secretaria de Educação do Distrito Federal.
Licenciada em Química pela Universidade Católica de Brasília (UCB).
São Paulo – 2013
2ª- edição
MANUAL DO
PROFESSOR

Título original: Química Cidadã – Volume 3
© Editora AJS Ltda, 2013
Editores: Arnaldo Saraiva e Joaquim Saraiva
Projeto gráfico e capa: Flávio Nigro
Pesquisa iconográfica: Cláudio Perez
Produção editorial: Maps World Produções Gráficas Ltda
Direção: Maurício Barreto
Direção editorial: Antonio Nicolau Youssef
Gerência editorial: Carmen Olivieri
Coordenação de produção: Larissa Prado
Edição de arte: Jorge Okura
Editoração eletrônica: Alexandre Tallarico, Flávio Akatuka, Francisco Lavorini, Juliana Cristina Silva,
Veridiana Freitas, Vivian Trevizan e Wendel de Freitas
Edição de texto: Ana Cristina Mendes Perfetti
Revisão: Adriano Camargo Monteiro, Fabiana Camargo Pellegrini, Juliana Biggi,
Luicy Caetano e Thaís dos Santos Coutinho
Pesquisa iconográfica: Elaine Bueno e Luiz Fernando Botter
Ilustrações: José Yuji Kuribayashi, Osvaldo Sequetin e Paulo Cesar Pereira
Ilustração da capa: Moacir Knorr Guterres (Moa)
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Química cidadã : volume 3 : ensino médio : 3º
série / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson
de Souza Mól , (coords.) . -- 2. ed. -- São Paulo
: Editora AJS, 2013. -- (Coleção química cidadã)
PEQUIS - Projeto de Ensino de Química e
Sociedade.
"Componente curricular: Química".
Vários autores.
Suplementado pelo manual do professor.
Bibliografia
1. Química (Ensino médio) I. Santos, Wildson
Luiz Pereira dos. II. Mól, Gerson de Souza. III.
Série.
ISBN:978-85-62482-89-2 (Aluno)
ISBN:978-85-62482-90-8 (Professor)
13-06559 CDD-540.7
Índices para catálogo sistemático:
1. Química : Ensino médio 540.7
2013
Editora AJS Ltda. – Todos os direitos reservados
Endereço: R. Xavantes, 719, sl. 632
Brás – São Paulo – SP
CEP: 03027-000
Telefone: (011) 2081-4677
E-mail: editora@editoraajs.com.br

APRESENTAÇÃO
A você, estudante
Nas duas primeiras séries do Ensino Médio, você viu que a Química tem aumentado a expectativa de
vida e tem propiciado melhores condições de vida no planeta. Com os livros desta coleção, você aprofundou
conhecimentos químicos que lhe ajudaram a entender os graves problemas ambientais que desafi am a
humanidade no presente século.
Ao chegar à terceira série, você está desfrutando uma nova etapa de sua vida, que é a conclusão
do Ensino Médio. Isso vai permitir o ingresso no mercado de trabalho com uma qualifi cação mínima e a
possibilidade de progressão em estudos superiores para o aprofundamento de sua qualifi cação em termos
pessoais e profi ssionais.
O desafi o de fazer exames de concursos para empregos e de seleção para ingresso no Ensino Superior
vai exigir de você a consolidação de uma série de conhecimentos e, sobretudo, a capacidade de análise,
interpretação de dados e aplicação conceitual. As mudanças que estão ocorrendo no Ensino Médio estão
diante das novas exigências do mundo moderno. Cada vez mais tem sido exigida a capacidade de análise e
refl exão aos candidatos a vagas no mercado de trabalho. As provas do Enem e de muitas universidades têm
exigido muito mais a interpretação do que a memorização de informações descontextualizadas.
A metodologia adotada pelos autores desta obra, com larga experiência no ensino de Química,
tem como propósito capacitá-lo para resolver questões refl exivas que têm sido apresentadas no novo
contexto. É por isso que em todos os volumes desta coleção tratamos das relações entre a Química, as
suas tecnologias, a sociedade e o ambiente. Essa abordagem com textos sobre questões sociais propiciam
o desenvolvimento de seu pensamento para o entendimento dos grandes problemas da atualidade que vai
qualifi cá-lo para enfrentar os desafi os do mercado de trabalho com uma visão mais crítica. A atualização
de temas permitirá uma visão mais aguçada para enfrentar os exames que você encontrará pela frente.
As mudanças da sociedade que estamos passando vão exigir de você uma mudança na forma de
estudar. Não basta realizar os vários exercícios de exames que são muito bem ilustrados neste livro; é preciso
o domínio conceitual na interpretação de seus signifi cados. É por isso que neste livro retomamos alguns
conceitos que já foram estudados em séries anteriores mas que aqui são ampliados, como, por exemplo, o
estudo dos modelos atômicos à luz da Física Moderna.
Entendemos que os conhecimentos estão interligados e, por isso, não só relacionaremos a Química
com a Física, mas também com a Biologia. Esta vai estar presente, sobretudo, nos primeiros capítulos, quando
desenvolveremos o tema central deste livro, que é “a vida”.
Discutiremos temas sobre a vida, como a infl uência da Química na expectativa da vida, Engenharia
Genética e as aplicações, na sociedade, da energia nuclear, que inclui a opção energética. No fundo desses
estudos, estão os princípios éticos que defendemos em todos os volumes desta coleção. Aqui ampliaremos o
debate da ética da vida e defenderemos o conhecimento científi co que esteja a seu serviço, combatendo toda
e qualquer forma de sua utilização contra a vida.
Dessa forma, estaremos concluindo a sua formação como cidadão, desenvolvendo o espírito de
engajamento em ações positivas que venham contribuir para a construção de um mundo mais justo e igualitário,
ao qual você estará cada vez mais inserido ao ingressar no mercado de trabalho e progredir nos estudos.
Esperamos que a conclusão de seu aprendizado em Química seja muito prazeroso com essa nova
abordagem e que ele tenha continuidade com a sua busca incessante pelo acesso à informação que lhe torne
um cidadão consciente e participante dos desafi os da sociedade tecnológica atual.
Um forte abraço.
Os autores

CONHEÇA SEU LIVRO
Tema em foco
Este livro é dividido em três Unidades, e em cada
uma, abordamos um tema social, que contextualiza o
conhecimento químico. Mesmo que o seu professor não
tenha tempo de discutir os textos desses temas em sala de
aula, mantenha-se informado lendo todas as informações
contidas nas Unidades.
Debata e entenda
Para buscar um mundo melhor é preciso aprender a
participar dos debates sobre o nosso futuro. Neste livro,
esperamos que você participe o tempo todo apresentando
e defendendo suas ideias, além de ouvir e respeitar as de
seus colegas. Aprenda a participar, tentando explicar tudo o
que lhe é perguntado com as suas próprias palavras.
Pense
Ao se deparar no texto com uma questão com o comando
Pense, pare a leitura, reflita e tente responder antes de
prosseguir. Procurar explicações e expressá-las com as
próprias palavras ajuda a entender melhor o que está sendo
ensinado, pois você pode comparar a sua ideia original com
os novos conceitos que estão sendo introduzidos.
A Ciência na História
Sempre que você encontrar a chamada A Ciência na
História, leia o texto atentamente e procure observar a
contextualização histórica do surgimento das definições e
conceitos relativos aos conteúdos estudados, bem como as
circunstâncias em que os cientistas citados contribuíram para
o desenvolvimento da Química e da Ciência.
Ação e cidadania
Os temas fazem parte de sua vida. Por isso, propomos
atividades de Ação e cidadania com o objetivo de você
conhecer a sua comunidade e procurar pensar em alternativas
para seus problemas. Participe das atividades com espírito
de cooperação, solidariedade, responsabilidade, respeito e
tolerância à opinião do outro. Assim, você estará contribuindo
para a construção de uma sociedade em que os interesses da
coletividade estejam acima dos interesses individuais.
Química na escola
Em Química na escola você se depara com uma série
de experimentos investigativos. Muitos poderão ser feitos
na própria sala de aula. Todos poderão ajudar o professor a
conseguir os materiais necessários. Ao discutir os resultados,
você aprenderá a usar tabelas e gráficos. Pense sempre sobre
as conclusões que poderão ser extraídas de suas observações.
Caso seja muito difícil realizar os experimentos, procure
analisar os dados que fornecemos. Aprender a observar e
explicar o que está ao seu redor ajudará você a entender
melhor o mundo em que vivemos.
Alertamos para que, ao realizar os experimentos,
você siga rigorosamente as normas de segurança da última
página do livro. Nunca tente fazer qualquer experimento
sem a orientação e supervisão de seu professor. Lembre-
-se também de usar o mínimo possível de materiais para
gerar poucos resíduos. Assim você estará contribuindo
para a preservação do ambiente.
Atitude sustentável
Em Atitude sustentável você encontra um rico conjunto de
sugestões, cuidados e orientações para a prática da Cidadania,
sobretudo no que se refere aos impactos ambientais, nos quais
estão envovidos diversos conceitos estudados em nosso curso
de Química.
Exercícios
O aprendizado dos conceitos da Química ocorre a partir da
leitura dos textos e da realização dos Exercícios e Atividades,
apresentados nos capítulos. Lembre-se da importância da
realização dos exercícios e das atividades, mas tenha sempre
em mente que o aprendizado depende também das leituras e
revisões de todos os textos e das diversas discussões propostas
ao longo do desenvolvimento do conteúdo.
Ao terminar o estudo de cada capítulo, faça uma revisão de
tudo que aprendeu. Para isso, verifique ao final do capítulo, na
seção O que aprendemos neste capítulo, se você compreendeu
claramente todos os conceitos ali apontados, revendo no capítulo
as explicações que foram fornecidas na sua apresentação.

SUMÁRIO
UNIDADE 1 A Química em nossas vidas ............................................8
CAPÍTULO 1
A QUÍMICA ORGÂNICA E
A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA ............................. 10
1. Introdução ao estudo da Química Orgânica ...... 17
2. Propriedades dos átomos de carbono ............... 21
3. Cadeias carbônicas ......................................... 22
4. Isomeria ........................................................ 29
5. Funções orgânicas .......................................... 38
6. Hidrocarbonetos ............................................ 41
7. Petróleo: fonte de hidrocarbonetos .................. 48
CAPÍTULO 3
QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A
NOMENCLATURA ORGÂNICA ............................. 100
1. Nomenclatura orgânica: regras gerais ............. 109
2. Nomenclatura orgânica: regras específicas .......115
3. Química dos fármacos e das drogas ................119
4. Química dos cosméticos ................................ 130
Tema em foco
• Química da saúde e da beleza ....................... 100
Tema em foco
• A engenharia da vida e a ética .......................... 10
CAPÍTULO 2
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS .................... 58
1. A Química e
os alimentos ................................................ 65
2. Carboidratos ................................................ 67
3. Álcoois ........................................................ 69
4. Fenóis ......................................................... 73
5. Aldeídos e cetonas ....................................... 74
6. Éteres ......................................................... 76
7. Lipídios ....................................................... 80
8. Ácidos
carboxílicos .................................................. 84
9. Ésteres ........................................................ 85
10. Proteínas ..................................................... 87
11. Aminas e amidas .......................................... 89
12. Química da
conservação
de alimentos ................................................ 94
Tema em foco
• Alimentos .........................................
58
CAPÍTULO 4
POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS ............................... 136
1. Plásticos e polímeros .................................... 142
2. Propriedades dos polímeros .......................... 145
3. Propriedades das substâncias orgânicas .......... 149
4. Reações de polimerização ............................. 160
5. Plásticos ...................................................... 163
6. Fibras .......................................................... 166
7. Borrachas .................................................... 167
Tema em foco
• Os plásticos e o ambiente .............................. 136
CAPÍTULO 5
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA ........ 172
1. Instalação de uma indústria química ............... 181
2. Síntese química ............................................ 183
3. Síntese orgânica: reconstruindo moléculas ...... 184
4. Síntese orgânica: transformando
funções orgânicas ........................................ 193
5. O químico e as indústrias químicas ................. 202
Tema em foco
• Indústria química
e sociedade ....172

UNIDADE 2 Metais, pilhas e baterias ............................... 208
CAPÍTULO 6
LIGAÇÃO METÁLICA
E OXIDORREDUÇÃO .......................................... 210
1. Propriedades dos metais ............................... 218
2. Ligação metálica .......................................... 222
3. Ligas metálicas ............................................. 226
4. Oxidorredução ............................................. 228
5. Número de oxidação .................................... 230
6. Balanceamento de equações de
reações de oxidorredução ............................. 234
Tema em foco
• Metais: materiais do nosso dia a dia ................ 210
CAPÍTULO 7
PILHAS E ELETRÓLISE ....................................... 240
1. Pilhas eletroquímicas .................................. 245
2. A pilha de Daniell ....................................... 249
3. Potencial elétrico
das pilhas .................................................. 254
4. Tipos de pilhas e baterias ............................ 259
5. Eletrólise ................................................... 272
6. Aspectos quantitativos da eletrólise:
a Lei de Faraday ......................................... 279
Temas em foco
• Descarte de pilhas e baterias ......................... 240
• Metais, sociedade e ambiente ....................... 269
UNIDADE 3 Química para um novo mundo ...........................................................284
CAPÍTULO 8
MODELO QUÂNTICO ......................................... 286
1. A visão clássica do mundo físico .................... 290
2. Modelo quântico para o átomo ..................... 295
3. A função de onda e os
orbitais atômicos .......................................... 298
4. A configuração eletrônica e
a tabela periódica ........................................ 304
5. As ligações químicas e
o modelo quântico ....................................... 305
Temas em foco
• O microcosmo do mundo atômico: luz para uma
nova visão de mundo .................................... 286
• Química teórica e nanotecnologia:
perspectiva para um novo mundo ..................... 308
GABARITO ...................................................... 316
É BOM LER .......................................................317
BIBLIOGRAFIA ................................................ 318
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS ................. 319
SEGURANÇA NO LABORATÓRIO ........................ 320

Química
cidadã

UNIDADE 1
A Química em
nossas vidas
ZoonarN Okhitin/Grupo Keystone
Os conhecimentos da Química Orgânica estão presentes
em toda a nossa vida: nas transformações dos alimentos,
na Medicina, na obtenção de energia, nos remédios, nos
cosmésticos, nos plásticos, nos produtos obtidos nas
indústrias químicas...
8

Como a Química tem modelado
nossas vidas?
Capítulo 1 A Química Orgânica
e a transformação
da vida
1. Introdução ao estudo da
Química Orgânica
2. Propriedade dos átomos
de carbono
3. Cadeias carbônicas
4. Isomeria
5. Funções orgânicas
6. Hidrocarbonetos
7. Petróleo: fonte de hidrocarbonetos
Capítulo 2 Alimentos e
funções orgânicas
1. A Química e os alimentos
2. Carboidratos
3. Álcoois
4. Fenóis
5. Aldeídos e cetonas
6. Éteres
7. Lipídios
8. Ácidos carboxílicos
9. Ésteres
10. Proteínas
11. Aminas e amidas
12. Química da
conservação
de alimentos
Temas em foco:
• A engenharia da vida e a ética
• Alimentos
• Química da saúde e da beleza
• Os plásticos e o ambiente
• Indústria química e sociedade
AFP/Getty Images
Capítulo 3 Química da saúde
e da beleza e a
nomenclatura
orgânica
1. Nomenclatura orgânica:
regras gerais
2. Nomenclatura orgânica:
regras específi cas
3. Química dos fármacos e das drogas
4. Química dos cosméticos
Capítulo 4 Polímeros e
propriedades
das substâncias
orgânicas
1. Plásticos e polímeros
2. Propriedades dos polímeros
3. Propriedades das
substâncias orgânicas
4. Reações de polimerização
5. Plásticos
6. Fibras
7. Borrachas
Capítulo 5 Indústria química
e síntese orgânica
1. Instalação de uma
indústria química
2. Síntese química
3. Síntese orgânica:
reconstruindo moléculas
4. Síntese orgânica: transformando
funções orgânicas
5. O químico e as indústrias químicas
9

Capítulo 1
Hely Demutti
Como deve ser a percepção ética da Química do futuro?
Como a Química Orgânica participa da melhoria da qualidade de vida
das pessoas e da longevidade?
Tema em foco
A QUÍMICA ORGÂNICA E A
TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
A ENGENHARIA DA VIDA E A ÉTICA
Atualmente a expectativa
de vida das pessoas
é maior, em alguns países
chega a 80 anos. No Egito
antigo, uma pessoa na faixa
dos 30 anos era considerada
idosa. Sem dúvida
a Química contribuiu para
o aumento desta expectativa
de vida.
No fim do século XIX, a expectativa de vida das pessoas era em torno de 40 anos. No fim do século XX, essa expectativa
já era próxima dos 70 anos, graças ao desenvolvimento científico e tecnológico em diferentes áreas, que
vão da medicina à indústria do entretenimento. Entretanto, essa projeção não é igual para todas as classes de uma
sociedade, nem para todos os povos do planeta. Em países intensamente industrializados, como, por exemplo, o
Japão, em 2012, essa expectativa era de 83 anos, enquanto no Brasil era de 73,8 anos, e em Angola, de 47 anos.
Entre os inúmeros fatores que favoreceram o aumento da longevidade, temos diversas contribuições da Química.
Essas, por sua vez, contribuem também para a melhora da qualidade de vida, tanto por meio do desenvolvimento de
fármacos quanto na compreensão dos processos químicos de nosso organismo. A partir dessa compreensão, é possível
entender a origem de muitas doenças e, consequentemente, desenvolver técnicas e
medicamentos para preveni-las e curá-las.
Mais recentemente, a Química tem dado contribuições significativas para outra área relacionada
à Saúde: a Engenharia Genética. Hoje em dia, com fre quência ouvimos comentários
como este: “Isso é hereditário!”. As pessoas já se acostumaram a identificar características físicas,
como cor dos olhos, formas do nariz, da boca e também propensão a doenças, como diabetes,
problemas cardíacos, alergias, entre outras, como sendo transmitidas de geração a geração.
Esse conhecimento popular tem origem na Biologia, mais especificamente em um de
seus ramos: a Genética. Essa ciência estuda as leis de transmissão de características hereditárias
e a estrutura das moléculas que asseguram essa transmissão.
Parte do avanço que temos hoje na área de Medicina e Saúde se deve à Engenharia
Genética, que pode ser definida como o conjunto de técnicas para identificar, manipular
e multiplicar genes dos organismos vivos. Na verdade, técnicas de manipulação de
processos biológicos são utilizadas há centenas de anos, como, por exemplo, o domínio
milenar da fermentação, que é fundamental na fabricação de cervejas, pães e queijos.
Por meio das técnicas da Engenharia Genética, é possível manipular o DNA
(ácido desoxirribonu cleico) existente nas células dos seres vivos com o objetivo
de criar combinações entre genes de organismos diferentes.
Atualmente, a Engenharia Genética é muito empregada no aprimoramento
da qualidade nutricional de plantas, no desenvolvimento de espécies mais resistentes
às intempéries, na produção de antibióticos, na melhora da qualidade
de vacinas para diversas doenças e muito mais. De certa forma, indiretamente,
ela representa o antigo ideal do alquimista: o elixir da longa vida. Podemos
10

dizer, assim, que a Química tem dado o poder à humanidade de manipular
a vida, modelando os códigos genéticos que a regulam.
Exemplo dessa engenharia genética está no desenvolvimento de organismos
geneticamente modificados (OGM), também chamados transgênicos,
cuja utilização é cercada de polêmicas no mundo todo. Como já abordamos
em outro livro desta coleção, existem prós e contras em relação aos OGM.
Há quem os considere perigosos e danosos ao ambiente. Há também quem
os defenda, afirmando que possibilitam maior produção de alimento e não
representam riscos significativos ao ambiente ou à saúde humana.
No Brasil, o controle legal da engenharia genética está previsto por legis-
Estudos sobre as moléculas de DNA por
lação específica, que, em função dos aspectos éticos a ela vinculados, tem
meio de diferentes técnicas têm possibilitado
o controle de diversas doenças, um dos
sido objeto de muita divergência. No centro da polêmica está o questiona-
fatores que contribuem para justificar o desenmento
sobre os riscos elevados a que estamos sujeitos, em relação à nossa
volvimento do projeto genoma. Porém cabe-
saúde e ao ambiente, com a introdução dessa tecnologia. Certamente, nin-
-nos a pergunta sobre os riscos que enfrenguém
deseja retornar à Idade da Pedra e tampouco queremos que as fututaremos
com a manipulação química dessas
ras gerações sejam ameaçadas em função de um desenvolvimento não nejado adequadamente.
pla-
estruturas a partir dos estudos em andamento.
Ocorre, porém, que por trás de todo esse desenvolvimento temos questões éticas a serem discutidas. Dentre outras
questões, podemos citar: Quem tem se beneficiado dessas tecnologias? Como são distribuídos esses benefícios?
Quais são as implicações ambientais? Essa tecnologia permanecerá nas mãos de poucos grupos ou será zada aos interessados? Veja mais pontos nesse
disponibilidebate.
SPL/Latinstock
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
A ética da vida
Na medida em que avançam os conhecimentos sobre os processos químicos da vida,
podemos fazer várias previsões sobre o seu futuro. Mas até que ponto temos o direito de
controlá-la e manipulá-la?
Por trás desse debate existem duas grandes questões: o direito à vida, que se constitui
o direito universal básico, e a mercantilização. Essas questões se põem a partir do princípio
básico da cidadania fundamentado na defesa do direito à vida e na proibição de qualquer
ação que venha colocá-la em risco. Assim, o acesso às novas tecnologias da engenharia
genética pode ser visto como defesa à vida daqueles que vão se beneficiar delas com a
ampliação de sua expectativa e qualidade de vida.
Por outro lado, dada a incerteza inerente a todo modelo científico, os seus resultados
podem também provocar riscos à vida, já que os resultados da utilização dessa tecnologia
ainda são questionáveis. Esse debate ético precisa ser levado em conta na discussão sobre
toda e qualquer tecnologia, pois a resposta não pode se restringir a análises técnicas.
Exemplos não faltam de casos de tecnologias que produziram resultados positivos para
a vida da população, mas que provocaram milhares de mortes posteriormente. Já discutimos
nesta coleção diversos exemplos dessa dualidade da química, como os benefícios do
DDT e os impactos ambientais por ele provocados; o ganho tecnológico do uso do CFC e
o seu efeito na destruição da camada de ozônio; e o aumento da produtividade que tem
sustentado a população global com uso de adubos sintéticos e agrotóxicos e problemas
ambientais. Muitos outros podem ser relacionados, como os benefícios do tratamento de
câncer com a radioterapia e os problemas com acidentes com materiais radioativos, como
o ocorrido em Goiânia e que será discutido na última unidade deste livro.
Essas questões chamam a atenção para o fato de que a humanidade não pode abrir mão
do desenvolvimento tecnológico responsável pelo aumento da expectativa e qualidade de
nossas vidas. Entretanto, não podemos fazer uso de novas tecnologias sem a segurança de
que não nos causarão outros problemas, muitas vezes em maiores proporções. Como exemplo
disso temos o caso do uso da talidomida, medicamento comercializado durante o fim da
Grãos, verduras, legumes
e frutas modificados
geneticamente têm como
aspecto positivo maior
durabilidade após a colheita
e, assim, podem resistir
melhor a transportes prolongados.
A incerteza dos
riscos que esses alimentos
podem oferecer à saúde e
ao ambiente é que torna o
seu uso polêmico.
De acordo com
o Decreto Federal
4680/03,
o produto que contém acima
de 1% de ingredientes
transgênicos em sua
composição deve ser rotulado
com o símbolo acima.
Hely Demutti
11

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Konstantinos C Soultanis/Creative Commons
A focomelia é uma deformidade
em que as mãos estão
diretamente ligadas aos
ombros e pés, aos quadris,
como as nadadeiras da foca,
daí o nome focomelia.
A sua incidência aumentou
drasticamente entre mães
que fizeram uso, por indicação
médica, da talidomida,
durante a gravidez. A
ética da vida significa sar na garantia da vida sau-
pendável
para as futuras gerações
e não só no conforto
da atual.
década de 1950 e início da de 1960, que provocou um elevado
número de nascimentos de crianças com focomelia (malformação
congênita rara, normalmente estimada em 1 caso em
quatro milhões de nascimentos). Há registros de que cerca de
8 mil crianças, em aproximadamente 20 países, nasceram com
anormalidades relacionadas a essa deformidade, pois suas mães
fizeram uso de talidomida durante a gravidez.
O grande problema foi que a indústria farmacêutica que
produzia a talidomida divulgou entre os médicos, para sua
comercialização, resultados de pesquisas sobre a eficiência
e qualidade do medicamento, conduzidas de forma duvidosa.
Além disso, durante muito tempo, a empresa ocultou os dados que demonstravam o efeito
teratogênico da droga comercializada. Depois desse caso, houve mudanças na legislação
brasileira, tornando mais rigoroso o processo de liberação de medicamentos.
Há quem diga que há um excesso de exigências que atrasa os resultados de pesquisas,
demorando a trazer benefícios para a população, além de encarecer os medicamentos. Esse
é outro debate da atualidade: a busca do equilíbrio entre o avanço tecnológico e os seus
riscos. No centro do debate está a questão do que é priorizado nos processos decisórios.
Ficou evidente que, no caso da talidomida, o fator econômico foi o que moveu a empresa
a comercializar um produto inseguro.
Há muito tempo, muitas sociedades vêm procurando banir a prática da exploração econô-
mica de seres humanos. Políticas de combate a essa prática vêm sendo desenvolvidas em nosso
país contra a escravidão de trabalhadores rurais, a exploração sexual de crianças e adolescentes
e o tráfico internacional de mulheres para exploração sexual. Ocorre que, como fruto da tecnologia
da Engenharia Genética, abriu-se um novo e poderoso mercado de comercialização da vida,
por meio do mercado negro de tráfico de órgãos, de tráfico de embriões, de tráfico de animais,
e outros. Daí surge outra questão ética por trás da mercantilização: a quem se deve destinar os benefícios dessa tecnologia.
Todas as novas tecnologias precisam ser testadas. E quem serão as cobaias? Os animais, que não têm como opinar?
Como garantir um padrão de confiabilidade?
Pense
Qual é a ética que se deve esperar das pesquisas científicas? Quem vai controlá-la?
Nesse sentido, ocorreu no Brasil um debate científico sobre pesquisas com células-tronco embrionárias, a partir
de uma consulta pública promovida pelo Supremo Tribunal Federal. Uma questão ética que esteve presente nesse
debate foi sobre o direito ou não que temos de decidir sobre a continuidade da vida. Podemos permitir a morte de
uma vida em detrimento de outra? Essas pesquisas são realmente necessárias?
No fundo de todas essas questões está também um modelo de desenvolvimento que se estabeleceu e que tem
interferido na nossa forma de conceber a vida. Assim, para refletirmos sobre como a Química tem modelado a vida,
também temos que pensar sobre que modelo de vida queremos. Vejamos outra questão que tem nos afetado.
A ética da estética
Pense
O que é beleza?
Todos querem ser belos. Mesmos os considerados mais belos fazem uso de cosméticos, seja para realçar detalhes,
colorir, corrigir “imperfeições” ou evitar o “desgaste” natural do corpo humano. Aí surge um novo questionamento:
no empenho de valorizar o corpo, será que as pessoas não se arriscam demais?
12

A Química é muito importante na produção de cosméticos, sendo corresponsável por
seu desenvolvimento e produção. Dessa forma, torna-se um elo entre o que é beleza e
interesses de grupos econômicos.
Todo mundo quer se sentir bonito. Quer estar bem consigo mesmo e ser valorizado
pelo grupo em que vive. São esses grupos que determinam os estilos a serem seguidos
nos diversos meios sociais: nas escolas, nas festinhas, nas boates, nos shows.
Você se acha magro(a), gordo(a) ou no padrão? Que critério de medida você usa para
responder a essa pergunta? Apenas a imagem que vê refletida no espelho? Se o espelho
for o seu único padrão de referência para medir a grandeza obesidade, cuidado! A imagem
que temos de nós mesmos tem muito a ver com nosso humor, estado de espírito e
autoestima – e esses atributos não são quantificáveis!
Você já deve ter ouvido falar de uma doença chamada anorexia, uma terrível e contínua
obsessão pela magreza. Os primeiros sinais são regimes constantes e a prática exagerada
de exercícios físicos. Quem sofre desse mal tem uma visão distorcida de seu próprio
corpo: ao olhar para o espelho, enxerga uma pessoa gorda, mesmo que seu corpo esteja
esquelético e subnutrido, e, por isso, persiste numa dieta de fome que pode até levar
à morte. Essa doença vem atingindo cada vez mais pessoas, incluindo jovens, e uma das
causas é a grande pressão social para que as pessoas mantenham a forma física.
Por outro lado, quem está obeso deve ficar atento, pois sua saúde corre risco.
Obesidade é uma doença crônica reconhecida pela Organização Mundial da Saúde.
Ela se caracteriza por excesso de gordura corporal, que pode ocorrer de duas formas
diferentes: pelo número ou pelas dimensões das células adiposas.
De maneira geral, o acúmulo de gordura pode surgir quando há um desequilíbrio
energético: a pessoa ingere mais calorias (energia) do que consome. Muitos fatores podem
desencadear esse desequilíbrio: de maus hábitos alimentares a fatores genéticos,
passando até por problemas emocionais.
E como saber se estamos obesos? Um padrão de referência confiável para medirmos
a obesidade pode ser o IMC (índice de massa corporal), grandeza que relaciona a altura
e a massa de um indivíduo. Para calcular o IMC de um indivíduo, é necessário dividir
sua massa (m), dada em quilogramas, pelo quadrado de sua altura (h), dada em metros:
IMC = m/h 2 . De modo geral, os médicos classificam como obesa a pessoa que tem
IMC superior a 30 kg/m 2 , embora possa haver variações individuais, conforme o biótipo
ou constituição óssea do indivíduo (veja a tabela abaixo).
O importante é diagnosticar a doença e avaliar suas causas para
atacá-las, pois a obesidade predispõe o organismo a várias outras doenças
graves, como hipertensão arterial, diabetes, aterosclerose, insuficiência
ESCALA DE ÍNDICE DE MASSA CORPORAL (IMC)
De acordo com o modelo
de beleza atual, a mulher
deve ser dotada de
uma magreza que pode
até se aproximar perigosamente
da subnutrição.
O padrão estético muda
conforme o tempo e o
lugar. No Renascimento, a
mulher bonita era a mais
“cheinha”. Mulheres com
barriguinha e celulite, como
as retratadas no quadro
As Três Graças (óleo
sobre tela, 221 × 181 cm),
de Peter Paul, eram sinônimo
de fertilidade.
Alexandre Schneider/Folhapress
Museu do Prado, Madri
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Categoria
IMC
Abaixo do peso Abaixo de 18,5 kg/m 2
Peso normal 18,5 – 24,9 kg/m 2
Sobrepeso 25,0 – 29,9 kg/m 2
Obesidade Grau I 30,0 – 34,9 kg/m 2
Obesidade Grau II 35,0 – 39,9 kg/m 2
Obesidade Grau III 40,0 e acima kg/m 2
Fonte: Associação Brasileira para Estudo de Obesidade e Síndrome Metabólica.
Disponível em: . Acesso em: 3 abr. 2013.
13

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Hely Demutti
O comportamento
humano diante das
imagens que temos de
nós mesmos pode levar a
extremos e comprometer
nossa saúde. O que será
que leva as pessoas a se
confundirem diante da sua
imagem revelada diante
de um espelho?
O uso de qualquer droga para emagrecer
tem que ser feito sob a orientação de um
especialista.
William Thompson/Latinstock
Bo Zaunders/Corbis
respiratória ou cardíaca e vários tipos de câncer. Entretanto, lembre-se
de que só profissionais especialistas podem indicar tratamentos seguros.
Os meios de comunicação social, diariamente, inserem propagandas
de produtos de consumo com a intenção de modificar o estilo de vida e
provocar nas pessoas uma falsa percepção sobre o que vem a ser uma
vida saudável. Isso faz com que a autonomia do indivíduo na escolha
de seus hábitos alimentares, dos vestuários, do cuidado com o corpo
e alma acabe se perdendo. Assim, quem controla o comportamento
psíquico coletivo são as indústrias.
Aliás, na história da humanidade, muitas vezes os padrões estéticos
contrariaram as normas de saúde e bem-estar. São doloridas as práticas
mostradas nas fotos desta página, mas, em favor da beleza, do status
ou da cultura, muitos as conservam há várias gerações.
Damir Sagolj/Reuters/Latinstock
David Boily/AFP/Getty Images
Eyes on Asia/Corbis
Não há nenhuma técnica, mesmo com o emprego do laser, que consiga retirar
uma tatuagem com 100% de sucesso. Isso porque a gravação é feita com uma
máquina que injeta tinta diretamente na derme. Os tatuadores mais conscientes
desaconselham o emprego dessa técnica em crianças e adolescentes, pois, enquanto
o corpo cresce, mesmo que seja só um milímetro, a pele cresce junto. Então, a
tatuagem, que era proporcional, vai ficando distorcida.
As mulheres-girafa da Tailândia alongam
o pescoço com a colocação de sucessivas
argolas. Quanto mais longo o pescoço, mais
atraente é considerada a mulher.
14

Rogério Reis/Pulsar Imagens
A Bioética
Pense
Você acha correto o uso de animais de laboratório em testes de novos medicamentos? Por quê? Você acha correto o
uso de animais de laboratório em testes de novos cosméticos? Por quê?
O uso de cobaias em pesquisas é mais uma questão que, para ser respondida, devemos considerá-la sob aspectos éticos.
Se a ciência e a indústria não utilizarem animais como cobaias, como poderão testar novos produtos químicos
antes de usá-los em seres humanos?
Alguns dos tratamentos estéticos da moda ainda não tiveram seus resultados ou possíveis efeitos colaterais estudados
cientificamente. De certa forma, quem os adota também está sendo usado como cobaia. Assim sendo, com esse
exemplo é possível verificar como o padrão estético e a ética estão entrelaçadas.
Toda sociedade possui valores que norteiam o seu comportamento, delimitando o que
é certo e errado nas mais variadas situações. O campo do conhecimento que estuda es-
Cada década reserva suas
ses valores chama-se Ética. Em todo o mundo prega-se a necessidade de haver ética na
características. Em todas
as épocas, jovens se jun-
política, nos esportes, no ambiente de trabalho. Mas o que significa isso na prática? E no
tam a diferentes tribos,
campo da Ciência, o que é ser ético?
definidas pelo modo de
A resposta não é tão simples quanto parece à primeira vista, pois os valores éticos es-
se vestir, de se comportar,
tão intimamente ligados à cultura e aos conhecimentos de um povo, e esses mudam con-
pelas preferências musiforme
o lugar e a época. Quer um exemplo? Há alguns anos, parecia algo muito correto
cais, esportivas etc. Qual
usar animais de laboratório para testar produtos químicos, sobretudo remédios e cosméticos
que seriam, depois, utilizados por seres humanos. O teste é necessário para definir suas características?
é a sua tribo? Quais são
em que concentração um produto pode ser eficiente, sem, no entanto, causar reações ou
efeitos colaterais que inviabilizem seu uso. Assim, antes de lavar o cabelo do bebezinho
com um xampu cuja fórmula não irrita seus olhos, por exemplo, os laboratórios pingavam
esse produto diretamente nos olhos de coelhos. Se eles suportassem bem o xampu nos
olhos, sem irritação, significaria que o produto poderia ser usado sem risco também na
criança. Naturalmente, até se chegar a uma fórmula bem-sucedida, muitos coelhos sofreram
e tiveram seus olhos irritados.
Essas e muitas outras questões, como a clonagem humana, o teste de medicamentos
e as vacinas em comunidades pobres e grupos minoritários, são muito polêmicas. Elas
envolvem um debate ético, que deve ser assumido por toda a sociedade. Desse debate
surgiu o estudo da Bioética, um campo de estudo que se refere à ética das ciências da
saúde e do ambiente, propondo a adoção de códigos de ética para tratar de questões
como medicamentos, aborto, eutanásia, genoma humano, alimentação, entre outros. A
Bioética se configura como um campo interdisciplinar que vai além da área médica, per-
meando outras áreas, como a Psicologia, a Antropologia, o Direito, a Biologia, a Ecologia,
a Sociologia, a Tecnologia, a Filosofia e outras.
Dennis Hallinan/Getty Images
Keystone/Hulton Archive/Getty Images
James Henry/Stone Sub/Getty Images
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
15

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Contudo, mais do que discutir a ética dos procedimentos polêmicos, os cientistas buscam
alternativas de testes que possam ser implementadas e, ainda assim, garantir a preservação
da saúde do ser humano. Na produção de cosméticos, por exemplo, é possível
substituir os testes com animais por estudos in vitro (em tecidos orgânicos não vivos) e
recorrer a técnicas avançadas, como as simulações em computadores. Essas novas ferramentas,
associadas a uma maior preocupação global com o ambiente, inclusive a fauna,
têm diminuído em muito a utilização de cobaias animais em pesquisas.
É a partir da discussão ética que a sociedade exige novas pesquisas e soluções para problemas
que vão surgindo. Se não tivermos a prática de questionar nossos atos e atitudes, podemos
simplesmente reproduzir ações que privilegiam a inversão de valores, sobretudo, quando é o consumo
que está em questão. No caso da estética, você já viu que muitos valores mudaram. Isso
até era de se esperar, afinal a sociedade muda com o passar do tempo. Contudo, em determinados
casos, a inversão de valores é tão grande que desvincula a beleza do bem-estar pessoal.
Os padrões de beleza são impostos por diferentes indústrias e interesses econômicos. Não
importa se para isso teremos de mutilar nosso corpo, esgotar nossas economias, reforçar sistemas
de discriminação social e racial, ou até agravar problemas ambientais.
Pois é, as contribuições que a Química trouxe na modelagem da vida implicam reflexões
que precisam ser feitas por toda a sociedade, das quais devem participar a família, a comunidade,
o Estado, a Justiça, os cientistas, as igrejas, as entidades de classes, as sociedades civis.
Uma questão, contudo, precisa estar sempre presente: o direito universal à vida. Afinal, o antigo
sonho do alquimista estava na longevidade da vida. Não há maior beleza que a própria vida.
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. Comente e debata as afirmações:
a) Avanços tecnológicos significam melhoria da qualidade de vida.
b) A expressão popular “Beleza não se põe à mesa”!
2. Até que ponto a sociedade, de forma geral, pode influenciar na elaboração de normas de conduta ética feitas
pelos comitês e pelas instituições responsáveis?
3. Debata com os seus colegas sobre como podemos conciliar ações que mantenham a nossa estética e bem-estar,
prazer, saúde e ambiente.
4. O que é Bioética e em que campos das ciências ela atua?
5. É possível viver dedicando-se somente à estética do próprio corpo? Justifique sua resposta.
6. Comente a frase: A Química pode auxiliar na estética corporal, mas ela não pode concorrer com a falta de critérios
para se definir a beleza.
7. Reflita sobre as dezenas de produtos que utilizamos no dia a dia e faça uma lista de produtos que precisam ser
testados, provavelmente em animais, para provar sua eficácia nas pessoas.
Ação e cidadania
1. Faça uma pesquisa de opinião sobre questões éticas discutidas nesse tema.
2. Debata sobre as questões levantadas por meio de simulação de papéis de estudiosos de diversas áreas científicas e
representantes comunitários, como religiosos, associações comunitárias, ambientalistas, políticos e trabalhadores.
16

1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA
QUÍMICA ORGÂNICA
A
indústria química fornece um arsenal completo de produtos a favor da beleza, entre os
quais: fármacos, maquiagens, cremes – antirrugas, contra celulites, rejuvenescedores –,
drogas para emagrecer ou ganhar músculos, xampus, tinturas, alisadores para o cabelo e outros.
Uma infinidade de produtos químicos que favorecem a beleza das pessoas são produzidos com
a mais alta tecnologia e são consagrados entre os profissionais que trabalham com a estética.
A Química de Cosméticos é um campo promissor, amplo e que tende a crescer cada vez mais.
Muitos dos métodos para a fabricação dos inúmeros produtos de cosméticos encontrados
hoje em dia nas prateleiras de um supermercado, de uma farmácia, de uma casa de cosméticos,
ou, mesmo, nos salões de cabeleireiros surgiram do conhecimento da Química. Esse desenvolvimento
foi maior com estudos mais específicos desenvolvidos por um ramo da Química,
conhecido como Química Orgânica. Esse ramo da Química teve sua origem marcada por uma
ideia antiga de que os seres vivos seriam constituídos por substâncias animadas com algum princípio
diferente das substâncias dos materiais inanimados, ditos não originados de seres vivos.
O estudo das substâncias ditas de origem de seres vivos já é bastante antigo. Desde a
Pré-História são conhecidos processos de fermentação, os quais são produzidos por microrganismos,
como a fermentação do açúcar para obtenção de álcool. Também eram
conhecidos processos de conservação de alimentos, embalsamento de cadáveres, cação de tintas a partir de corantes provenientes de plantas, entre outros.
fabri-
Muitos químicos tiveram interesse específico em estudar essas substâncias, como Carl
Wilhelm Scheele [1742-1786], químico e boticário sueco que separou diversas substâncias
orgânicas de produtos naturais entre 1769-1786.
Em 1807, o químico sueco Jöns Jacob Berzelius [1779-1848] propôs uma classificação
para as substâncias, separando-as em dois grupos: orgânicas e inorgânicas. Berzelius e
outros químicos da sua época acreditavam que substâncias orgânicas seriam aquelas obtidas
a partir de matéria viva, possuidoras de força vital e, por isso, impossíveis de serem
sintetizadas a partir de materiais inorgânicos. As substâncias desprovidas de força vital,
ditas inanimadas, foram denominadas substâncias inorgânicas. Essa ideia era conhecida
como Teoria da Força Vital, ou vitalismo.
Durante muito tempo, permaneceu um mistério para os químicos o que diferenciaria as
substâncias orgânicas das inorgânicas. Hoje, sabemos que muitas das propriedades que caracterizam
o grande poder de transformações das substâncias orgânicas não se deve à força
vital citada por Berzelius, mas ao fato de elas serem constituídas por moléculas formadas pela
união consecutiva de átomos de carbono, também chamadas de cadeias carbônicas. A classificação
proposta por Berzelius entre substâncias orgânicas e inorgânicas continua sendo usada
até hoje, mas considerando a existência de cadeias carbônicas e não a origem da substância.
Em 1828, o químico alemão Friedrich Wöhler [1800-1882], ex-aluno de Berzelius, descobriu
que, pela evaporação de uma solução aquosa do cianato de amônio (NH 4
OCN) – sal
inorgânico –, era possível produzir ureia, substância orgânica, por meio da seguinte reação:
∆
NH 4
OCN(aq) ( (NH 2
) 2
CO(s)
Seus cabelos são anelados,
e você prefere os lisos?
Seu cabelo é loiro, e você
gosta de castanho? Seu
corpo está fora de forma?
Precisa amenizar suas
olheiras? Gostaria de ter
um corpo musculoso?
Produtos desenvolvidos
a partir de estudos
da Química Orgânica
oferecem solução para
tudo isso! Mas cuidado:
tudo tem seu preço e é
preciso moderação!
Mangostock/Shutterstock
Gallerie ausgezeichneter Naturforscher; Vienna
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Esse resultado foi surpreendente para a época, por mostrar a possibilidade de síntese
de substâncias orgânicas a partir de inorgânicas sem a interferência de um organismo
vivo, o que foi marcante para a derrubada da teoria da força vital. Inicialmente, muitos
químicos não ficaram convencidos dessa síntese, mas, em 1845, o químico alemão Adolph
Wilhelm Hermann Kolbe [1818-1884] demonstrou a síntese do ácido acético a partir de
substâncias inorgânicas, o que derrubou de vez a teoria da força vital.
A síntese artificial da
ureia, por Friedrich Wöhler,
contribuiu para a derrubada
da Teoria da Força Vital.
17

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Hely Demutti
Conhecimento prático de
manipulação de substâncias
orgânicas existe há
muito tempo.
O sabão caseiro era produzido
desde a Antiguidade,
utilizando-se a gordura
animal e um produto originário
de cinzas de madeira
queimada.
Hulton-Deutsch Collection/Corbis
Mas muitas questões relativas à formação e à constituição de substâncias orgânicas
ainda não estavam esclarecidas. Estudos posteriores demonstraram que átomos de elementos
químicos constituintes de materiais de origem mineral também estão presentes
em seres vivos. Todavia, uma característica da composição química da grande maioria das
substâncias presentes nos seres vivos é a existência de átomos de carbono.
Aos poucos foi se constatando que a proposta de Berzelius de separar o estudo das
substâncias dos seres vivos do estudo das demais substâncias não fazia sentido. Por outro
lado, os estudos que inicialmente foram desenvolvidos com as substâncias classificadas
por Berzelius como orgânicas levaram à descoberta de uma infinidade de substâncias
com uma característica comum: a presença de cadeias carbônicas.
Isso contribuiu para o sugirmento de uma importante área de estudo da Química,
que ficou conhecida como Química Orgânica, a qual hoje é conceituada como o ramo
da Química que estuda as substâncias que contêm átomos do elemento químico carbono.
Lembre, portanto, que, se considerar que a Química Orgânica estuda substâncias que
possuem átomos de carbono, percebe-se que ela não se restringe a estudar apenas as
substâncias originadas dos seres vivos, como havia proposto Berzelius.
Historicamente, algumas substâncias que contêm átomos de carbono, como os carbonatos
e o dióxido de carbono, já eram estudadas pela Química Inorgânica (ramo da
Química cujo foco é o estudo de substâncias constituídas por átomos dos demais elementos
químicos que não o carbono), e isso continua ocorrendo até hoje. Deve-se considerar,
ainda, que existem substâncias estudadas pela Química Orgânica que não possuem
cadeias de átomos de carbono, como o metano (CH 4
), metanol (CH 3
OH), entre outras.
A Ciência na História
Pela importância de suas
contribuições, Jöns Jacob
Berzelius [1779-
-1848] é também considerado,
após Lavoisier, o pai
da Química.
BERZELIUS: UM DOS FUNDADORES DA QUÍMICA
Berzelius trabalhou como assistente de professor de cirurgia e, ao mesmo
tempo, dedicou-se a investigações químicas. Em 1807, foi contratado
como professor de Química do Instituto Médico de Karolinska. Publicou um
manual, considerado pa drão para o estudo da Química e da Física, que, mais
tarde, foi traduzido para diversos idiomas.
Pesquisador muito respeitado, Berzelius trabalhou em diversas áreas da Química,
produzindo inúmeros trabalhos, dentre os quais destacamos: a descoberta
do selênio e da eletrólise; a construção dos conceitos de íon e substâncias iônicas; a
determinação da fórmula de inúmeras substâncias; o desenvolvimento da ideia de
combinação química, segundo a qual grupos estáveis de átomos (hoje denominados
íons) são trocados nas reações químicas; a publicação de tabela com valores de peso atômico de 45 elementos,
dos 49 conhecidos na época, utilizando como padrão de referência o oxigênio, ao qual atribuiu o valor 100.
Uma das maiores façanhas de Berzelius foi a introdução, em 1811, dos atuais símbolos para os elementos
químicos, escritos com uma ou duas letras de seu nome em latim (para alguns historiadores, o fácil
domínio de idiomas foi importante para a elaboração dessa proposta). Essa simbologia favoreceu o desenvolvimento
de uma linguagem própria à Química, diferente dos símbolos enigmáticos dos alquimistas.
Graças às suas inúmeras contribuições para o desenvolvimento da Química, Berzelius recebeu o título
de Barão – conferido pelo rei da Suécia – e homenagens de 94 academias, universidades e sociedades.
18

A busca de explicações que permitissem compreender essa diversidade serviu de
motivação para o trabalho de muitos cientistas. Com os estudos de ligações químicas, hoje
temos uma melhor compreensão dessa diversidade. Para se chegar a esse entendimento,
muitos químicos se dedicaram ao estudo das substâncias orgânicas, cujo fascínio tem
relação com a compreensão do que vem a ser a vida e qual a sua origem.
Existem várias explicações científicas para origem da vida, assim como há várias de natureza
religiosa e filosófica. Durante muito tempo, acreditou-se na teoria da geração espontânea
de Aristóteles [384-322 a.C.], segundo a qual poderia haver formação espontânea de
organismos vivos, sem depender de outros seres vivos. Essa teoria prevaleceu até o século XIX,
quando o químico francês Louis Pasteur [1822-1895] a derrubou de maneira irrefutável.
Do ponto de vista da Química, muitas teorias foram surgindo. Uma delas foi em 1923, pelo
bioquímico russo A. I. Oparin [1894-1980]. Para ele, as primeiras moléculas orgânicas, precursoras
da vida, encontravam-se na atmosfera, na forma de vapor-d’água, dióxido de carbono,
gás nitrogênio, amoníaco e metano. Essas ideias puderam ser evidenciadas, em 1953, pelos
cientistas Stanley Miller [1930-2007] e Harold Clayton Urey [1893-1981]. Eles realizaram experimentos
que demonstraram como, sob descargas elétricas, a atmosfera terrestre rica em metano
pode ter originado os primeiros aminoácidos, substâncias que são a base das proteínas.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Experimento de Miller
eletrodo
Paulo Cesar Pereira
tubo para
retirada do ar
e introdução
da mistura de
gases
“oceano”
água
fervendo
eletrodo
gases
CH 4
NH 3
H 2
O
H 2
coleta de água
com os compostos
orgânicos formados
“atmosfera”
câmara de
raios
saída de água
(condensador)
entrada de água
O experimento proposto
por Miller simula a síntese
dos aminoácidos: com o
aquecimento do oceano,
a atmosfera que estava
sob baixa pressão e com a
presença dos gases metano
(CH 4
), amônia (NH 3
), vapores
de água e gás hidrogênio
(H 2
), recebem descargas
elétricas, provocadas por
raios, e levam à formação
de substâncias orgânicas
que eram condensadas com
esfriamento da atmosfera e
voltavam para o oceano.
Ainda não se tem muita clareza sobre como as primeiras moléculas orgânicas formaram células
vivas. Mas uma coisa é certa: o carbono é o elemento central das substâncias responsáveis pela
reprodução da vida. O estudo dessas substâncias tornou-se um campo fundamental das Ciências
Biológicas: a Bioquímica, a qual é responsável por uma série de avanços na área da Saúde.
Quatro grupos de substâncias são fundamentais no estudo da Bioquímica: os carboidratos, os
lipídeos, as proteínas e os ácidos nucleicos. Esses serão vistos em nosso próximo capítulo.
A manipulação de substâncias orgânicas já vinha sendo feita desde a Pré-História, por
meio de processos como a fermentação do açúcar para obtenção de álcool, a produção
de corantes, a preparação do sabão, entre outros. Dentre os diversos estudos desenvolvidos
com as substâncias orgânicas ao longo dos tempos, podemos destacar os realizados
por três cientistas que contribuíram para a consolidação da Química Orgânica como área
de estudo da Química.
19

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Svenska Familj-Journalen/1874
AKG/Latinstock
Carl Wilhelm Scheele [1742-1786]
Químico e boticário sueco, trabalhou intensamente em
pesquisas químicas, tendo descoberto e isolado, entre 1769
e 1786, diversas substâncias orgânicas de produtos naturais
e também vários ácidos e gases. Descobriu o cloro, fazendo
a pirólise do ácido muriático (HCl), e isolou o nitrogênio
e o oxigênio, mas não divulgou esses resultados. A ele
também é atribuída a descoberta do molibdênio obtido
do minério molibdenita.
Scheele isolou inúmeras substâncias, trabalhando no laboratório de sua farmácia.
Antoine-Laurent Lavoisier [1743-1794]
Desenvolveu, em 1784, o método de análise elementar
pela queima de amostras de substâncias orgânicas. Com
isso, analisou os produtos e observou que existiam várias
substâncias constituídas pela combinação de átomos dos
elementos carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.
A análise elementar desenvolvida por Lavoisier se formou no método mais apurado para a determinação
transda
fórmula molecular mínima de substâncias orgânicas,
sendo empregado até hoje.
A determinação precisa da composição de substâncias orgânicas e de suas fórmulas foi possível graças ao
trabalho de Lavoisier.
Museu Staatliche, Berlim
Friedrich August Kekulé [1829-1896]
Simultaneamente a Archibald Scott Couper [1831-
1892], estabeleceu, independentemente, as regras
gerais de valência para os elementos químicos. Isto é,
as possibilidades de ligações que os átomos podem
assumir na formação de diferentes substâncias. Ambos
propuseram que os átomos de carbono têm valência igual
a 4, ou seja, podem efetuar quatro ligações químicas.
Nessa época, não se tinha clareza de como ocorriam as
ligações entre átomos de carbono.
O químico alemão Friedrich August Kekulé Von Stradonitz também ficou conhecido por ter proposto a estrutura
hexagonal da molécula do benzeno.
Sem dúvida, desses estudos acima, os postulados de Kekulé foram fundamentais
para o desenvolvimento da Química Orgânica. Posteriormente, teorias mais consistentes
sobre as ligações e as estruturas das substâncias orgânicas foram elaboradas, apoiando-
-se no descobrimento do elétron, por J. J. Thompson [1856-1940], e nas proposições
de teorias de ligações químicas formuladas por Gilbert N. Lewis [1875-1946] e Walter
Kossel [1888-1956]. Mas, mesmo com o desenvolvimento dessas teorias, as ideias de
Kekulé ainda são muito utilizadas pelos químicos modernos, como veremos a seguir.
20

2 PROPRIEDADES DOS ÁTOMOS
DE CARBONO
A
possibilidade da diversidade tão grande de substâncias orgânicas se deve a seus
principais constituintes, os átomos de carbono. Esses átomos podem ligar-se uns
aos outros formando cadeias longas, variáveis e estáveis.
Embora átomos de alguns outros elementos químicos, como Si e P, também possam formar
cadeias, elas não ocorrem com tamanha diversidade. Devido às características dos átomos
de carbono, o número de substâncias orgânicas conhecidas é de mais de 14 milhões.
O carbono é a base da Química Orgânica. Os átomos desse elemento químico, localizado
no grupo 14 da tabela periódica, apresentam quatro elétrons no nível mais externo.
Essa característica faz dele o átomo ideal para ligações covalentes de diferentes tipos.
Para adquirir estabilidade, ele compartilha seus elétrons de valência ao mesmo tempo que
compartilha outros quatro elétrons de outros átomos, formando quatro pares de elétrons
compartilhados, ou seja, quatro ligações covalentes. . Essas ligações podem ser feitas
com outros átomos de carbono, formando sequências de átomos que são denominadas
cadeias carbônicas. A essas cadeias podem se ligar outros grupos de átomos de carbono
ou átomos de outros elementos químicos denominados grupos substituintes.
Essas propriedades dos átomos de carbono foram, de certa forma, previstas por
Friedrich August Kekulé [1829-1896] e Archibald Scott Couper [1831-1892], que, em 1858,
postularam, independentemente, regras gerais de valência para os elementos químicos,
isto é, possibilidades de ligações que os átomos podem fazer na formação de diferentes
substâncias. Eles propuseram que os átomos de carbono têm valência igual a 4, ou seja,
podem efetuar quatro ligações químicas. É interessante destacar que, naquela época, não
se tinha clareza de como ocorriam as ligações entre os átomos e nem sequer os químicos
tinham ainda reconhecido a existência de elétrons como partículas constituintes dos átomos.
Esses postulados, que ficaram conhecidos como postulados de Kekulé, indicam em
síntese propriedades dos átomos de carbono que caracterizam as substâncias orgânicas.
Essas propriedades explicam o fato de que, embora os átomos de carbono constituam
apenas 0,025% da crosta terrestre, eles participam de uma infinidade de substâncias.
O carbono possui quatros
elétrons na camada de
valência.
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Postulados de Kekulé
Os átomos de carbono:
• são tetravalentes, ou seja, podem fazer quatro ligações covalentes;
• podem formar uma, duas ou três ligações com um mesmo átomo de carbono, denominadas
ligações simples, duplas ou triplas, respectivamente;
• podem se ligar a outros átomos, como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre, cloro,
entre outros;
• apresentam a capacidade de unir-se formando cadeias.
Na natureza o carbono pode se apresentar em duas formas como substâncias ples: grafite e diamante. . Estas são formas alotrópicas, cuja diferença está na
estrutura espacial; enquanto um tem estrutura cristalina, o outro é amorfo. Tal diferença
altera as propriedades físicas e químicas das duas substâncias que são formadas
pelo mesmo elemento químico. No entanto, o carbono ainda apresenta outras
propriedades importantes que o tornam elemento importante na Química sim-
Orgânica.
Kkymek/Dreamstime.com
Igor Kaliuzhny/Dreamstime.com
21

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
EXEMPLOS DE LIGAÇÕES SIMPLES, DUPLAS
E TRIPLAS ENTRE MOLÉCULAS ORGÂNICAS
etano
eteno etino
clorometano
metanal ácido cianídrico
A maioria das substâncias orgânicas contém, além de átomos de carbono, átomos
de hidrogênio e, em menor proporção, de oxigênio e nitrogênio. Átomos de enxofre
(S), fósforo (P) e halogênios (F, Cl, Br, I) também são comuns em substâncias orgânicas,
mas em proporção menor que os já citados.
Poucas substâncias orgânicas não possuem átomos de hidrogênio em suas moléculas.
São exemplos o tetraclorometano (CCl 4
) e os clorofluorcarbonetos (CFCs), como
o CF 2
Cl 2
.
Sem dúvida, os postulados de Kekulé foram fundamentais para o desenvolvimento
da Química Orgânica. Posteriormente, teorias mais consistentes sobre as ligações e as
estruturas das substâncias orgânicas foram elaboradas, apoiando-se no descobrimento
do elétron, por J. J. Thompson [1856-1940], e nas proposições de teorias de ligações
químicas formuladas por Gilbert N. Lewis [1875-1946] e Walter Kossel [1888-1956].
3 CADEIAS CARBÔNICAS
Em função das características do átomo de carbono, é possível a constituição de cadeias
carbônicas abertas e fechadas e uma diversidade enorme de milhões de substâncias.
Isso não ocorre com átomos de outros elementos químicos.
O estudo da Química Orgânica é centrado nas propriedades e nas estruturas químicas
das cadeias carbônicas. Antes, portanto, de aprofundar o seu estudo, vamos rever
as formas de representação dessas estruturas e algumas denominações empregadas
no seu estudo.
O quadro a seguir exemplifica as representações mais comuns das estruturas químicas.
22

Substância
Fórmula
molecular
Fórmula estrutural plana
Fórmula estrutural
condensada
Modelo espacial
CAPÍTULO
J. Yuji
1
etano C 2
H 6
2
3
4
5
6
7
Na fórmula estrutural condensada não se representam as ligações simples dos átomos
de hidrogênios ligados ao carbono; indica-se apenas, ao lado do símbolo do carbono, a
quantidade de hidrogênios que a ele está ligado.
Lembre ainda que a fórmula estrutural plana das cadeias carbônicas não corresponde
à disposição espacial da molécula. Por exemplo, a forma estrutural plana do metano
pode sugerir que as ligações químicas nessa molécula fazem entre si um ângulo de 90º
(veja quadro abaixo), quando na verdade a molécula de metano tem os átomos de hidrogênio
posicionados nos vértices de um tetraedro regular com o átomo de carbono
no centro. Os ângulos das ligações formadas entre os átomos HCH são todos iguais a
109,5°. Como o tetraedro é uma estrutura tridimensional, por convenção, a sua representação
em duas dimensões (como a do plano da página do caderno) é feita como indicada
na última coluna do quadro. Nessa representação, considera-se que os átomos
de hidrogênio ligados ao carbono por meio de ligações representadas com um traço
simples estão no plano da página, enquanto os dois átomos de hidrogênio à direita estão
fora do plano da página. No caso em que a ligação é representada por uma cunha
cheia considera-se que o átomo de hidrogênio está à frente do plano da folha, enquanto
o átomo de hidrogênio que está atrás do plano tem sua ligação representada por
uma cunha tracejada.
8
Substância Fórmula molecular Fórmula estrutural plana Modelo espacial Representação espacial
J. Yuji
metano CH 4
Outra representação das cadeias carbônicas, denominada bond line, é feita por meio
de traços sem indicar os átomos de carbono. Nessa representação, os átomos de carbono
são entendidos como as pontas de cada segmento de reta ou os vértices que unem essas
retas. Para simplificar, os átomos de hidrogênio também não são representados, já que
completam as ligações dos átomos de carbono. Assim, uma linha ou segmento de reta
(K) representa a ligação entre dois átomos de carbono (C 2
H 6
), cujos símbolos são omitidos.
Uma molécula contendo três átomos de carbono (C 3
H 8
) será representada por dois
propeno C 3
H 6
Diferentes representações
para a molécula de
metano.
23

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
segmentos unidos (
) formando um ângulo menor que 180°. Como cada átomo de carbono
pode se ligar a até quatro outros átomos de carbono, podemos ter representações
do tipo e . Na primeira, temos um átomo de carbono central ligado a três outros
átomos de carbono (C 4 H 10 ), enquanto na segunda temos um átomo de carbono central
ligado a outros quatro átomos (C
5
H 12
). Veja exemplos no quadro a seguir.
Substância
butano
metilpropano
Fórmula estrutural
plana
J. Yuji
Fórmula estrutural
condensada
Representação
bond line
Modelo espacial
Nas cadeias carbônicas, os átomos de carbono podem estar ligados a um, dois,
três ou quatro átomos de carbono. No estudo das substâncias orgânicas, muitas vezes
há necessidade de se reportar a essa quantidade de átomos de carbono para explicar
propriedades químicas. Desse modo, podemos classificar os átomos de carbono existentes
numa cadeia conforme a quantidade de ligações que eles formam com outros átomos de
carbono, como mostra o quadro a seguir.
24

Classificação
CLASSIFICAÇÃO DE ÁTOMOS DE CARBONO NA CADEIA
Exemplos
Conceito
(o átomo classificado é o que está em vermelho)
CAPÍTULO
1
J. Yuji
2
Carbono primário
Carbono
secundário
Faz ligação no máximo com
um átomo de carbono.
Exemplo: etano – C 2
H 6
Faz ligação com outros dois
átomos de carbono.
Exemplo: propano – C 3
H 8
3
4
5
6
7
8
Carbono terciário
Faz ligação com outros três
átomos de carbono.
Exemplo: metilpropano
– C 4
H 10
Carbono
quaternário
Faz ligação com outros quatro
átomos de carbono.
Exemplo: dimetilpropano
– C 5
H 12
Muitas vezes, é necessário também nos reportarmos a alguns outros tipos de estruturas,
como cadeias cíclicas, cadeias ramificadas e cadeias insaturadas. Veja o que significam
essas denominações.
Existem algumas cadeias nas quais os átomos se unem formando anéis, de modo que
não há extremidades: são as cadeias cíclicas ou cadeias fechadas (veja quadro a seguir).
Nessas cadeias, não temos a presença de carbonos primários.
25

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
A partir de três átomos é possível ter cadeias cíclicas com diferentes números de átomos
de carbono, sendo mais comuns as cadeias com seis átomos. A essas cadeias podem
estar ligadas outras cadeias, abertas ou fechadas.
EXEMPLOS DE CADEIAS FECHADAS OU CÍCLICAS
Substâncias ciclopropano ciclobutano
ciclo-hexano benzeno
Fórmula
condensada
Representação
bond line
ou
ou
J. Yuji
Forma
geométrica
A disposição dos átomos configura outro critério de classificação de uma cadeia aberta.
Uma sequência contínua de átomos de carbono é chamada de cadeia normal. Nela,
cada átomo está ligado a dois átomos de carbono, exceto nas extremidades. Ou seja, só
apresentam carbonos secundários e dois carbonos primários. A presença de carbonos
terciários ou quaternários significa que à cadeia principal (maior sequência de átomos
de carbono contendo o grupo funcional) estão ligadas outras sequências de átomos
de carbono. Nesse caso, temos uma cadeia ramificada, a qual possui no mínimo três
extremidades. Assim, temos uma cadeia principal e um grupo ou grupos de átomos que
constituem as ramificações. Os grupos de átomos ligados à cadeia principal são chamados
grupos substituintes (ramificação). Observe abaixo que o grupo substituinte metila da
substância com cadeia ramificada (metilpropano) foi adicionado em substituição a um
átomo de hidrogênio da cadeia normal (não ramificada) do propano.
No metilpropano o CH 3
k
ligado ao centro da cadeia
principal é denominado
de grupo substituinte,
pois ele foi adicionado no lugar
de um átomo de hidrogênio
do propano, que é a
substância de origem.
propano
(cadeia normal)
metilpropano
(cadeia ramificada)
representação genérica
do grupo substituinte (R)
26

Pode-se dizer, então, que:
Cadeias ramificadas são aquelas que apresentam grupo(s) substituinte(s).
Grupos substituintes são átomos ou grupos de átomos ligados entre si que
substituem um ou mais átomos de hidrogênio ligado(s) à cadeia carbônica.
Os grupos substituintes formados por cadeias carbônicas em geral são representados
por R ou, quando existe mais de um grupo, por R’. . Quando eles são constituídos apenas
de átomos de carbono e hidrogênio que só possuem ligações simples, são denominados
grupos alquila (nome derivado dos alcanos). Esse grupo é obtido retirando-se um hidrogênio
de um alcano – denominação dada às substâncias cujas moléculas possuem somente
átomos de carbono e hidrogênio, unidos por ligações simples. Note, porém, que
usualmente a representação R também se refere a outros grupos de cadeias carbônicas
que podem ser derivados de hidrocarbonetos insaturados (cadeias carbônicas que contêm
ligação dupla ou tripla ou que contenham outros grupos funcionais).
Tanto as cadeias fechadas quanto as abertas podem ser ramificadas. Veja, no quadro
abaixo, alguns exemplos de cadeias ramificadas.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
EXEMPLOS DE CADEIAS RAMIFICADAS
Substância
Representações
2-metilpentano
3,4-dimetil-hexano
3,3-dimetil-hexano
metilciclobutano
Observe dois modos diferentes
de representar grupos
substituintes de cadeias
carbônicas, nas quais destacamos
em vermelho os
grupos substituintes.
27

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
A existência de ligações duplas ou triplas entre átomos de carbono em uma cadeia
é denominada de insaturação. Quando a cadeia só apresenta entre os átomos de carbono
ligações simples, ela é chamada de cadeia saturada, ou seja, ela possui o maior
número possível de átomos de hidrogênio. Veja, no quadro abaixo, exemplos de cadeias
saturadas e insaturadas.
Substância
propeno
propino
butano
EXEMPLOS DE CADEIAS INSATURADAS E SATURADAS
Fórmula condensada
Representação
bond line
Tipo de
cadeia
insaturada
insaturada
saturada
butan-1-ol
OH
saturada
Outro tipo de cadeia menos mencionada é a cadeia heterogênea. Essa é uma cadeia
que possui um átomo diferente de carbono entre átomos de carbonos. Esse átomo
é chamado de heteroátomo. Quando não existe átomo diferente de carbono entre átomos
de carbonos, a cadeia é denominada cadeia homogênea. Veja os exemplos abaixo.
Em muitas moléculas orgânicas mais complexas aparecem cadeias mistas com vários
tipos de cadeias, às vezes tornando difícil a identificação do tipo da cadeia principal.
O relevante no estudo da Química Orgânica é saber identificar em qualquer parte da
estrutura da cadeia se ela é cíclica, se possui grupo substituinte, se tem insaturação e
se possui heteroátomo.
EXEMPLOS DE CADEIAS HETEROGÊNEAS E HOMOGÊNEAS
Substância Fórmula condensada Tipo de cadeia
metoxietano
heterogênea
etilmetilamina
heterogênea
butano
homogênea
ácido
propanoico
homogênea
propeno
homogênea
28

4 ISOMERIA
P
ara
ara determinar as fórmulas moleculares das substâncias, os químicos fazem uso da
análise elementar, que consiste da determinação da proporção de massa de cada
elemento químico nas substâncias. A partir da proporção da massa de cada elemento,
determina-se a fórmula molecular. O interessante é que, com esse método, os químicos
perceberam que diversas substâncias orgânicas (e também inorgânicas) apresentam a mesma
fórmula molecular, embora tenham propriedades físicas diferentes.
Por exemplo, foi identificado que o etanol tem a mesma fórmula molecular do éter dimetílico,
apesar de serem substâncias com propriedades bem distintas e possuírem odores
e sabores característicos, além de terem suas propriedades físicas diferentes. Para a mula C 5
fór-
H 12 O, por exemplo, hoje sabemos que existem 14 substâncias com propriedades
físicas e químicas diferentes (veja a seguir).
Estruturas das substâncias de fórmula C 5
H 12 O
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
03_F151_2Q_AJS
29

Estruturas das substâncias de fórmula C 5 H 12 O
A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Essas substâncias, que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferentes fórmulas
estruturais, são denominadas isômeras (do grego, isos – “igual”, e meros – “partes”), ou
seja, substâncias que possuem as mesmas quantidades de átomos, mas organizados de
forma diferente. Veja um exemplo no quadro anterior.
30

A diferença entre substâncias isômeras está no arranjo dos átomos em suas moléculas.
Observe que os isômeros podem compor substâncias com classes químicas diferentes,
ou seja, pertencentes a grupos funcionais diferentes; nesse caso, são chamados
isômeros funcionais.
No exemplo das estruturas apresentadas nas duas páginas anteriores, as substâncias
pentan-1-ol, pentan-2-ol, pentan-3-ol, 2-metilbutan-1-ol, 2-metilbutan-2-ol, 3-metilbutan-2-ol,
3-metilbutan-1-ol e 2,2-dimetilpropan-1-ol são álcoois; enquanto as substâncias
metoxibutano, etoxipropano, 1-metoxi-2-metilpropano, 2-metoxibutano, 1-metoxi-2-
-metilpropano e 2-etoxipropano são éteres.
Assim, dizemos que as substâncias do primeiro grupo (álcoois) são isômeras funcionais
das do segundo grupo (éteres).
Substâncias de um mesmo grupo funcional que diferem entre si apenas pelo arranjo
das cadeias carbônicas de suas moléculas são denominadas isômeros de cadeia.
Como exemplo desse caso, podemos citar o 2-metilbutan-1-ol e o 2,2-dimetilpropan-1-ol.
Veja mais exemplos abaixo.
Existem ainda substâncias com a mesma cadeia e grupo funcional, mas que diferem
pela posição do grupo funcional na cadeia; são os isômeros de posição. Como exemplo,
podemos citar as substâncias pentan-1-ol, pentan-2-ol e o pentan-3-ol, cujas turas são representadas na página
estru-
29.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Butano
Metilpropano
O butano e o metilpropano
são isômeros de cadeia.
Ciclopentano
Pent-2-eno
O ciclopentano e o
pent-2-eno são duas substâncias
com cadeias diferentes,
mas com a mesma fórmula
molecular C 5
H 10
.
Hely Demutti
O ciclopentano é utilizado
em equipamentos de refrigeração
e como agente
de expansão de espumas,
e o pent-2-eno é empregado
como solvente para
tintas automotivas e essências
artificiais.
31

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Outra diferença que pode haver entre os isômeros está relacionada à posição dos substituintes
ou à posição de ligações duplas ou triplas. Observe, ainda, nas estruturas das
páginas 29 e 30, que a diferença entre o 2-metilbutan-2-ol e o 3-metilbutan-2-ol está na
posição em que o grupo CH 3 liga-se à cadeia.
Quanto maior o número de átomos das moléculas, maior o número de possíveis
isômeros. Os hidrocarbonetos saturados com 5, 10 e 20 átomos de carbono possuem,
respectivamente, 3, 75 e 366 319 possíveis isômeros.
Pense
Quantos isômeros são possíveis com a mesma fórmula molecular do but-2-eno?
A isomeria pode ocorrer de três formas distintas: plana, geométrica e enantiomeria.
Na isomeria plana, os átomos estão ligados diferentemente, constituindo cadeias divergentes
e, em certos casos, apresentando diferentes funções.
J. Yuji
O
O
HO
Todas as substâncias ao lado
possuem a mesma fórmula
molecular – C 4
H 8
O –,
embora possuam grupos
funcionais diferentes; por
isso, são chamadas de isômeros
de função.
butanal (aldeído) butan-2-ona (cetona) but-2-en-1-ol (álcool)
J. Yuji
As moléculas de butano
podem apresentar diferentes
conformações, mas
sem caracterizar diferentes
substâncias. Entretanto,
por razões energéticas,
a uma mesma temperatura
a forma da direita predomina
sobre a primeira.
Os isômeros de posição e de função são chamados estruturais e enquadram-se na
isomeria plana. Ela recebe esse nome porque, nesse caso, uma simples análise na fórmula
estrutural plana já evidencia que os átomos estão arranjados de forma diferente: com
ligações variadas ou em posições diferentes. Mas isso não é visto facilmente na isomeria
do but-2-eno, que forma um outro tipo de isomeria, a isomeria geométrica.
A figura abaixo apresenta duas disposições espaciais para o butano. Observe que a
diferença entre as disposições deve-se ao fato de ter havido uma rotação entre os dois
átomos de carbono centrais. Em ligações simples, a energia necessária para provocar a
rotação é muito baixa, inferior à energia que as moléculas apresentam à temperatura ambiente.
Dessa forma, coexistem as duas formas para o butano e, nesse caso, não temos
mais de uma substância, uma vez que uma se transforma
na outra pela livre rotação entre os átomos de
uma mesma ligação.
Isto já não acontece em moléculas que apresentam
uma ligação dupla. A energia necessária para provocar
a rotação entre átomos de uma dupla ligação é cerca
de 22 vezes maior do que a necessária para uma
ligação simples; portanto, isso não ocorre espontaneamente
à temperatura ambiente, como a rotação
entre átomos que fazem ligação simples.
32

Veja que no but-2-eno, representado a seguir, não é possível haver uma rotação natural,
como ocorria no butano: a dupla ligação impede essa rotação. Nesse caso, observe que
a conformação da esquerda é diferente daquela à direita e elas não são intercambiáveis,
como acontece com o butano. Por isso, dependendo dos grupos que estiverem ligados
aos carbonos da dupla, pode-se ter diferentes moléculas, formando substâncias desiguais.
CAPÍTULO
1
2
J. Yuji
3
cis-but-2-eno
trans-but-2-eno
As moléculas de buteno
podem apresentar diferentes
configurações, caracterizando
substâncias desiguais.
Embora a estrutura cis-buteno
seja menos favorável
energeticamente, ela não se
converte na estrutura trans
por livre rotação.
4
5
6
7
8
Para distinguir esse tipo de isômero, utilizam-se os prefixos cis e trans. O primeiro é
utilizado quando heteroátomos ou grupos substituintes estão ligados do mesmo lado da
ligação dupla. O prefixo trans é utilizado quando heteroátomos ou grupos substituintes
estão em lados opostos.
Isômeros geométricos constituem diferentes substâncias por apresentarem diferentes
propriedades. A tabela abaixo apresenta dados físicos dos isômeros do but-2-eno.
DADOS FÍSICOS DOS ISÔMERO DO BUT-2-ENO
Nome t ebulição
t fusão
Densidade
trans -but-2-eno 1 °C –106 °C 1,3778 g/mL
cis -but-2-eno 4 °C –139 °C 1,3868 g/mL
Um exemplo de diferença de propriedades químicas
de isômeros geométricos está nas gorduras
trans. Os isômeros trans das gorduras apresentam
uma reatividade biológica diferente das gorduras
cis. Assim, as gorduras trans aumentam no sangue
a quantidade da lipoproteína LDL, conhecida como
“colesterol ruim” e diminuem a quantidade de lipoproteína
HDL, conhecida como “colesterol bom”
(veja informação a esse respeito no próximo capítulo).
Por esse motivo, devemos evitar o consumo
das gorduras trans.
Outro tipo de isomeria é a enantiomeria. Nesse
caso, as moléculas isômeras apresentam uma disposição
espacial de seus átomos que faz com que
uma estrutura seja a imagem espelhada da outra,
mas sem serem sobreponíveis, como acontece com
as nossas mãos. Veja exemplos ao lado.
Enantiomeria
imagem
especular
da molécula
original
molécula
original
Y
A
C
B
Y
X
X
A
C
B
X
Observe que se girarmos a
molécula abaixo a posição
dos átomos X e Y será diferente
da posição do seu
enantiômero, que tem
sua imagem especular.
molécula quiral:
a molécula
rotacionada
não pode ser
superposta a sua
imagem especular
A
C
Y
B
AMj Studio
33

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Exercícios
Essa isomeria é também denominada óptica, porque esses isômeros produzem efeitos ópticos
diferentes frente à luz polarizada. Esses isômeros são chamados de enantiômeros e po-
dem ser identificados por (+) ou (–). Quimicamente essas moléculas podem apresentar também
propriedades biológicas diferentes. Por exemplo, ácido lático (+) tem as mesmas propriedades
físicas (com exceção da direção da rotação do plano da luz polarizada) e químicas do ácido lático
(–), mesmo pH etc. Porém, no nosso organismo, um isômero é metabolizado na presença
de enzimas e o outro não. Ou seja, a enzima interage com apenas um determinado arranjo.
Existem produtos farmacêuticos cujas propriedades curativas se devem à atividade de um
enantiômero, mas, curiosamente, o outro enantiômero é de alguma forma tóxica. Entre os vários
exemplos de drogas cujos enantiômeros causam efeitos diversos no organismo está a talidomida
– um dos enantiômeros da talidomida tem efeito teratogênico e o outro não, o que provocou
o nascimento de milhares de crianças sem braços e pernas, porque suas mães fizeram uso de
medicamentos contendo uma mistura dos dois enantiômeros da talidomida durante a gravidez.
O que esses estudos revelam é que, para o químico, não basta a determinação da
composição química de uma substância. É preciso determinar exatamente a identidade
da molécula em termos de sua geometria espacial. Afinal, se os laboratórios farmacêuticos
não controlarem a identidade das moléculas que eles produzem, eles poderão estar
vendendo venenos em vez de remédios.
1. Que característica torna o carbono responsável pela
existência de inúmeras substâncias diferentes?
2. Explique por que a Química Orgânica estuda algumas substâncias
que não estão presentes em alguns seres vivos,
enquanto outras, que estão presentes, não são estudadas.
3. Marque a alternativa correta:
a) Nos seres vivos não existem substâncias inorgânicas,
somente as orgânicas.
b) De acordo com a teoria da força vital, substâncias orgânicas
e inorgânicas estão presentes nos seres vivos.
c) Uma substância orgânica de cadeia aberta, insaturada,
ramificada, com carbono quaternário, que
tem cadeia com quatro carbonos, pode apresentar
fórmula molecular igual a C 6
H 12
.
d) Uma substância orgânica de cadeia fechada, saturada,
com um carbono terciário que tem cadeia com cinco
carbonos apresenta fórmula molecular igual a C 5
H 12
.
4. (UFSC) Assinale, abaixo, o(s) composto(s) tipicamente
orgânico(s).
01. 04.
02. 08.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
16. 32.
5. (Vunesp-SP) Para os químicos dos séculos XVIII e XIX,
as substâncias orgânicas proviriam somente de seres
vivos e as inorgânicas, dos materiais inanimados, como
os minerais. A produção de substâncias orgânicas pelos
seres vivos estaria associada a uma “força vital”.
Em 1828, Wöhler obteve a ureia (H 2
NCONH 2
), constituinte
típico da urina, a partir do aquecimento da
substância inorgânica cianato de amônio (NH 4+
NCO – ).
a) Escreva a equação química da reação de Wöhler
e classifique as duas substâncias, de acordo com
suas funções químicas.
b) Explique por que a experiência de Wöhler colocou
em dúvida a teoria da “força vital”.
6. Quais são os diferentes tipos de ligação que os átomos
de carbono podem estabelecer?
7. A respeito das substâncias orgânicas, marque a opção
incorreta:
a) A Química Orgânica estuda somente as substâncias
sintetizadas pelos organismos vivos, daí a qualificação
de orgânicos.
b) As substâncias orgânicas são substâncias de carbono,
embora algumas substâncias que contêm
esse elemento sejam estudadas também entre as
substâncias inorgânicas (CO 2
, HCN e outras).
34

c) A existência de um grande número de substâncias
de carbono está relacionada com a capacidade do
átomo de carbono de formar cadeias, associada
à sua tetravalência.
d) O átomo de carbono pode estabelecer ligações
simples, duplas ou triplas. O átomo de hidrogênio
liga-se ao carbono por meio de ligação lente simples.
cova-
8. Represente a estrutura de Lewis para:
a) um átomo de carbono.
b) dois átomos de carbono ligados.
9. Em seu caderno, indique com traços as ligações entre
os átomos.
a) b)
c) d)
10. (UFC-CE) Na estrutura
as ligações representadas pelos algarismos são,
respectivamente:
a) simples, dupla, simples.
b) dupla, simples, dupla.
c) simples, tripla, dupla.
d) dupla, tripla, simples.
11. (Uespi) Complete as ligações simples, duplas e triplas
que estão faltando nas seguintes estruturas:
I.
II.
12. Complete o quadro abaixo em seu caderno:
Substância butano but-2-eno
Fórmula estrutural
plana
z z z z z z
Fórmula estrutural
condensada
z z z z z z z
Representação
bond line z z z z z z z
z z z z z z
Fórmula molecular z z z z z z z z z z z z z
Substância 3,4-dimetil-hexano nonano
Fórmula estrutural
z z z z z z z
plana
Fórmula estrutural
z z z z z z z
condensada
Representação
bond line
Fórmula molecular
z z z z z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z
Substância ciclopentano octano
Fórmula estrutural
plana
Fórmula estrutural
condensada
Representação
bond line
Fórmula molecular
z z z z z z
z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z
z z z z z z z z z z z z z
13. No eugenol, substância de odor agradável de fórmula,
determine a sua fórmula molecular:
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
III.
No total, teremos:
a) 17 ligações simples, 4 duplas e 3 triplas.
b) 19 ligações simples, 3 duplas e 3 triplas.
c) 20 ligações simples, 4 duplas e 2 triplas.
d) 18 ligações simples, 5 duplas e 2 triplas.
e) 22 ligações simples, 3 duplas e 2 triplas.
14. (Fuvest-SP) A vitamina K 3
pode ser representada pela
fórmula ao lado.
Quantos átomos de carbono e quantos
de hidrogênio existem em uma molécula
dessa substância?
a) 1 e 3. c) 9 e 8. e) 11 e 10.
b) 3 e 3. d) 11 e 8.
15. Quantos átomos de
carbono secundário
há na substância?
a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.
35

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
16. (Cesulon-PR) O composto de fórmula estrutural
apresenta carbonos primários, secundários, terciários
e quaternários, respectivamente:
a) 7, 3, 1, 1. d) 5, 7, 1, 1.
b) 7, 4, 1, 1. e) 7, 4, 1, 3.
c) 6, 3, 1, 1.
17. (Uerj) A testosterona, um dos principais
hormônios sexuais masculinos,
apresenta a estrutura representada
ao lado. Determine:
a) o número de átomos de carbono, classificados
como terciários, de sua molécula;
b) sua fórmula molecular.
18. Indique a fórmula molecular para cada uma das estruturas
abaixo.
a) b)
c)
19. Com relação às cadeias carbônicas e à classificação do
átomo de carbono, julgue os itens, marcando C para
correto ou E para errado.
1) Uma cadeia carbônica que apresenta uma parte aberta
ligada a outra fechada é chamada de cadeia mista.
2) Uma cadeia aberta ramificada apresenta mais de
duas extremidades.
3) Em uma cadeia carbônica, o átomo de carbono
que se liga a outros três é considerado secundário.
4) Uma cadeia carbônica normal é aquela que apresenta
mais de duas extremidades.
20. Construa a estrutura de Lewis para as substâncias abaixo.
a) CH 4
c) CH 4
O
b) C 2
H 6
d) COCl 2
21. Construa a fórmula estrutural para as substâncias
abaixo.
a) C 4
H 10
b) C 3
H 6
c) C 5
H 10
d) C 2
H 6
O
22. Construa a fórmula estrutural de uma substância que
apresente:
a) cinco átomos de carbono com cadeia aberta.
b) quatro átomos de carbono, com uma ligação dupla
e cadeia fechada.
c) cadeia aberta com quatro carbonos, sendo um
terciário.
d) cadeia aberta com sete carbonos, sendo um átomo
quaternário e outro terciário.
e) cadeia fechada, apenas com ligações simples, com
seis átomos de carbono.
23. Qual é o número de carbonos primários, secundários,
terciários e quaternários na estrutura abaixo?
24. Classifique as cadeias carbônicas segundo os critérios:
normal, ramificada, saturada, insaturada, homogênea
e heterogênea:
I. III.
II.
25. (Unisa-SP) Quando uma pessoa “leva um susto”, a suprarrenal
produz maior quantidade de adrenalina, que
é lançada na corrente sanguínea. Analisando a fórmula
estrutural da adrenalina,
podemos concluir que a cadeia orgânica ligada à cadeia
cíclica é:
a) aberta, saturada e homogênea.
b) aberta, saturada e heterogênea.
c) aberta, insaturada e heterogênea.
d) fechada, insaturada e homogênea.
e) fechada, insaturada e heterogênea.
26. (Puccamp-SP) Preocupações com a melhoria da qualidade
de vida levaram a propor a substituição do uso
do PVC pelo tereftalato de polietileno, ou PET, menos
poluente na combustão. Esse polímero está relacionado
com as substâncias:
I. ácido tereftálico
II. etileno
IV.
36

É correto afirmar que I e II têm, respectivamente, deia carbônica:
caa)
alicíclica e acíclica.
b) saturada e acíclica.
c) heterocíclica e aberta.
d) cíclica e insaturada.
e) acíclica e homogênea
27. (Uerj) Na fabricação de tecidos de algodão, a adição de
substâncias do tipo N-haloamina confere a eles propriedades
biocidas, matando até bactérias que produzem
mau cheiro. O grande responsável por tal efeito é o
cloro presente nessas substâncias.
A cadeia carbônica da N-haloamina, acima tada, pode ser classificada como:
represena)
homogênea, saturada e normal.
b) heterogênea, insaturada e normal.
c) heterogênea, saturada e ramificada.
d) homogênea, insaturada e ramificada.
28. (UFC-CE) Considerando os compostos a seguir, assinale
as afirmações corretas.
I. CH 3
COCH 3
CH 2
CH 3
V.
II. CH 3
CH 3
COCH 3
CH 3
III. CH 3
COOCH 2
CH 2
CH 3
VI.
IV. CH 3
CH 2
COOCH 2
CH 3
1) As substâncias I e II são isômeros de posição.
2) As substâncias II e III são isômeros funcionais.
4) As substâncias V e VI são isômeros de cadeia.
29. (Mack-SP) Dentre as substâncias formuladas abaixo, as
que apresentam isomeria de função são:
a) e .
b) e
c) e .
d) e
e) e
30. (Fatec-SP) Um químico possui em seu laboratório duas
amostras. Uma delas é uma substância pura obtida a
partir de um mineral. A outra é uma substância pura
que foi separada de um fluido fisiológico de um animal.
Entretanto, ambas apresentam a mesma massa molar.
Assinale a alternativa que contém a afirmação correta
sobre a situação descrita.
a) As duas amostras são de substâncias diferentes,
porque uma é inorgânica e a outra é orgânica.
b) As duas amostras são da mesma substância, porque
ambas possuem a mesma massa molar.
c) As amostras podem ser de substâncias isômeras.
d) O químico precisará determinar a fórmula mínima
de ambas as substâncias para saber se as amostras
são iguais ou diferentes.
e) As massas correspondentes a 1 mol de cada uma
das substâncias podem ser diferentes.
31. (Mack-SP) Entre as aminas:
e
ocorre isomeria
a) de função.
b) de cadeia.
c) de posição.
d) cis-trans
ou geométrica.
e) de compensação ou metameria.
32. Qual o tipo de isomeria plana que ocorre em cada par?
a)
3 O
O
H
e
2
OH
3 CH 3
3 C O O
O O
H e
H H 2
OH
3
C O CH 3
3
CH 3
C C C C C e e H H
H 2
OH
3
C C O CH
H
3
2
OH
3
C C O CH 3
H 3 b)
CH 3
3 NH H2
H2
H2 2
H2 3
C H N CH 3
e
H 3
C NH 2
H2
H2 2
3
CH 3H2
C C C N N CH CH 3 3
e e H 3
CH 3H2 C C
H
C C C NH NH 2
H2
H2 2 H 2
H2
H2 H 2 2
H H
H
O
OH
O
O
OH OH
OH
H 3 c)
CH 3 2 CH 3
3
CH CH 3 e
H 2
C CH 3
3
CH 3
C C C CH CH 3 3
e e H 2
CH 2
C C C CH CH 3 3
O
O O
O O
O
H 3 CH H2 3
H2 3 CH
d)
H2 2 3
3
C H2 H H CH 2
H2 3
e H H2 H
3
C CH
H2 2 H
3
3
C 3
C C C C C C C CH CH 3
H H2 H2 H
3
e H 3
C C
H
C C CH 3
H2 H
3
C C C C CH 3
2
2
2 2
H2 H2 H 2
H 2
33. Indique qual das substâncias abaixo pode apresentar
isômeros.
a) CH 3
Br b) CH 2
Cl 2
c) C 2
H 4
Cl 2
34. (UFRGS-RS) Assinale, entre as seguintes substâncias,
o que pode apresentar isomeria espacial.
a) H 2
C CHCl d) CHCl CHCl
b) CH ClBr 2 e) CH 2
Cl CH 2
Br
c) CH 2
Cl CH 2
Cl
35. Sobre um par de isômeros cis-trans é correto dizer que:
a) o isômero trans é sempre mais estável.
b) suas fórmulas moleculares são diferentes.
c) o isômero cis apresenta cadeia mais longa.
d) a massa molecular do cis é sempre maior.
e) ambos apresentam a mesma disposição no espaço.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
37

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
5 FUNÇÕES ORGÂNICAS
E studando as propriedades e as estruturas das substâncias orgânicas, os químicos têm
desenvolvido técnicas para sintetizar novas substâncias a partir da combinação e do
rearranjo de cadeias carbônicas. Removendo, modificando ou acrescentando átomos ou
grupos de átomos às cadeias, eles conseguem produzir, em laboratório, uma infinidade
de substâncias orgânicas, idênticas às encontradas na natureza ou totalmente inéditas.
São as chamadas substâncias organossintéticas, entre as quais podemos encontrar me-
dicamentos (ácido acetilsalicílico), aditivos de alimentos (ácido benzoico [conservante] e
ácido ascórbico [antioxidante]); plásticos (PVC e PET), agrotóxicos (DDT, BHC) e outros.
Muitas dessas substâncias contribuem para o desenvolvimento de técnicas que têm
remodelado o nosso corpo. Isso acontece porque os químicos buscam atuar em transformações
específicas das substâncias que possam lhes conferir novas propriedades com algum
interesse tecnológico. As pesquisas desenvolvidas nesse campo ocorrem com alterações
em grupos específicos das moléculas responsáveis por determinadas propriedades.
Muitos desses grupos caracterizam as classes de substâncias orgânicas. Veja a seguir as
principais classes estudadas pelos químicos.
Na diversidade das substâncias orgânicas encontra-se uma série de tipos de substâncias
com semelhança entre seus comportamentos químicos. Esses tipos de substâncias
são classes químicas denominadas funções orgânicas.
Funções orgânicas são classes de substâncias orgânicas cujas moléculas são
caracterizadas por átomos ou grupos de átomos que lhes conferem propriedades
químicas semelhantes.
J. Yuji
A presença de átomos de oxigênio (vermelho) e nitrogênio (azul),
e de outros elementos, ligados aos átomos de carbono (preto), produz substâncias
com propriedades físicas e químicas bem diferentes das substâncias
constituídas somente por átomos de carbono e hidrogênio (branco).
Os hidrocarbonetos compreendem substâncias com as funções orgânicas mais simples
estudadas em Química Orgânica. Eles são constituídos apenas por átomos de carbonos
ligados a átomos de hidrogênio, sendo o petróleo sua principal fonte natural. As
demais funções orgânicas apresentam em suas moléculas, além do carbono e do hidrogênio,
átomos de outros elementos químicos, como o oxigênio, nitrogênio e halogênios.
A presença desses outros átomos, principalmente oxigênio e nitrogênio, confere propriedades
bem características às moléculas orgânicas, dependendo da posição que ocupam
nas moléculas.
Os átomos, ou grupos de átomos, responsáveis pelas propriedades químicas e físicas comuns
das substâncias, em cujas moléculas estão presentes, são chamados grupos funcionais.
Grupo funcional é o tipo de átomo, ou grupo de átomos, que caracteriza uma
função química.
38

QUADRO-RESUMO DAS PRINCIPAIS FUNÇÕES ORGÂNICAS
Função orgânica Grupo funcional
Exemplo simples
metanol
Álcool
CAPÍTULO
1
2
3
Aldeído
Cetona
etanal
butanona
4
5
6
7
8
Ácido carboxílico
ácido etanoico
Éster
etanoato de etila
metoxietano
Éter
etilamina
Amina
Alcano
somente
etano
Alceno
eteno
Hidrocarboneto
Alcino
etino
Aromático
benzeno
39

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Observe que diferentes cadeias
carbônicas ligadas a
um grupo funcional são
todas representadas genericamente
pelo grupo
R e R’, ligados ao grupo
funcional.
O grupo funcional está ligado à cadeia carbônica, a qual
pode ter natureza e tamanhos variados. A identificação da
cadeia é feita por unidades de grupos de átomos que a compõem.
Na Química Orgânica, chamamos de grupo a uma par-
te da molécula que tem um conjunto de átomos considerado
como unidade.
As principais funções orgânicas são apresentadas no quadro anterior. É interessante
destacar que muitas substâncias orgânicas apresentam dois ou mais grupos funcionais
em suas moléculas. Elas são muito comuns nos organismos vivos.
Neste capítulo, vamos estudar os hidrocarbonetos. No próximo capítulo, durante o estudo
químico dos alimentos, caracterizaremos outras funções. Na medida em que forem
sendo apresentadas as principais substâncias orgânicas que compõem os organismos vivos,
como os carboidratos, os lipídios e as proteínas, iremos destacar as funções orgânicas
que fazem parte de suas estruturas moleculares. No quadro abaixo é apresentada a
variedade de funções orgânicas estudadas na Química Orgânica.
Função
Grupo funcional
Exemplo Fórmula geral
Alcano
Alceno
HIDROCARBONETOS (CONTÉM APENAS C E H)
somente
C n
H 2n+2
C n
H 2n
Alcino C n
H 2n-2
Aromático
variável
FUNÇÕES HALOGENADAS (X = F, CL, BR OU I)
Haleto de alquila
Haleto de arila
FUNÇÕES OXIGENADAS
Álcool
Fenol ligado a anel
aromático
Éter
Aldeído
O
R K C K H
Cetona
40

Função Grupo funcional Exemplo
Fórmula geral
FUNÇÕES NITROGENADAS
Ácido carboxílico
Éster
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
Amina
7
8
Amida
Nitrila (ou cianeto)
Isonitrila
(ou isocianeto,
ou carbilamina)
Nitrocomposto
6 HIDROCARBONETOS
Os hidrocarbonetos compreendem substâncias com as funções orgânicas mais simples.
Eles são constituídos apenas por átomos de carbonos ligados a átomos de hidrogênio.
As propriedades dos hidrocarbonetos variam em função da presença de insaturações
e de cadeias cíclicas. Assim, como critério de classificação dos hidrocarbonetos temos a
presença em suas moléculas de ligações duplas ou triplas e a existência de cadeias fechadas.
A fórmula geral dos hidrocarbonetos se resume à indicação da quantidade de átomos de
carbono e de hidrogênios. Como os átomos de carbono podem fazer quatro ligações e os
de hidrogênio, uma, cada molécula contendo n (número inteiro) átomos de carbono pode
ter até o dobro de átomos de hidrogênio acrescido de 2 (que corresponderia aos hidrogênios
das extremidades da molécula), ou seja, 2n + 2. Ligações extras entre os átomos de carbono,
como ligações duplas ou triplas, diminuem o número de átomos de hidrogênio nas moléculas.
Essas ligações extras alteram as propriedades físicas e químicas das substâncias e, por isso,
são importantes na classificação das substâncias. O quadro a seguir apresenta a classificação
dos hidrocarbonetos, com características de suas cadeias e as respectivas fórmulas gerais.
Vamos comentar sobre cada uma dessas classes de hidrocarbonetos.
41

PRINCIPAIS CLASSIFICAÇÕES DAS CADEIAS CARBÔNICAS E DOS HIDROCARBONETOS
A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Classe
Alcanos
Cicloalcanos
Característica da cadeia
carbônica que define a classe
cadeia aberta com
ligações simples
cadeia fechada com
ligações simples
ou
Exemplo
ou
Fórmula geral
C n
H 2n + 2
C n
H 2n
J. Yuji
Alcenos
cadeia aberta com
ligação dupla
ou
C n
H 2n
Cicloalcenos
cadeia fechada com
ligação dupla
ou
C n
H 2n – 2
Alcadienos
cadeia aberta com
duas ligações duplas
ou
C n
H 2n – 2
ou
Alcinos cadeia aberta com ligação tripla C n
H 2n – 2
Aromáticos
cadeia fechada com
ligações simples e
duplas intercaladas
ou
(não há)
Veja a seguir a definição de cada uma dessas classes e exemplos de suas aplicações
tecnológicas.
42

Alcanos
Os alcanos são hidrocarbonetos que possuem apenas átomos de hidrogênio e no, unidos somente por ligações simples.
carbo-
Numa cadeia sem ramificações (grupos substituintes), sempre temos dois átomos de
hidrogênio ligados aos átomos de carbono do meio da cadeia e três ligados aos das extremidades.
Por isso, a fórmula genérica dos alcanos é CnH 2n + 2 , na qual n representa o
número de átomos de carbono. Para cada grupo ligado à cadeia temos um átomo de hidrogênio
a menos no carbono ao qual o grupo substituinte está ligado, mas, para compensar,
temos um átomo de hidrogênio a mais na extremidade do grupo substituinte.
Os alcanos são hidrocarbonetos de cadeia aberta que apresentam somente
ligações simples entre os átomos de carbono, sendo a sua fórmula geral C n H 2n + 2 .
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
Os alcanos são muito utilizados na indústria, tanto os de moléculas mais simples to os que possuem moléculas complexas.
quan-
O metano, cuja molécula possui apenas um átomo de carbono, é muito empregado
em indústrias como matéria-prima e combustível e em aquecimentos residenciais. O tano é o principal componente do gás natural.
me-
São exemplos ainda de aplicações dos alcanos em materiais de nosso cotidiano o gás
de cozinha (principalmente, propano e butano), a gasolina (normalmente, hidrocarbonetos
com cadeias de 4 a 12 átomos de carbono), a parafina (hidrocarbonetos de cadeia normal
contendo de 20 a 30 átomos de carbono) e alguns solventes.
A parafina é utilizada
para fazer velas e outros
materiais em nosso dia
a dia.
8
Solvente
Fotos: Hely Demutti
Combustível
Parafina
Os alcanos têm larga aplicação em nosso cotidiano como combustíveis (gás e gasolina), parafinas e solventes.
Alcenos
Os alcenos são hidrocarbonetos que apresentam ligações duplas entre átomos de
carbono. A ligação dupla apresenta propriedades muito específicas, e podemos
dizer que ela se constitui um grupo funcional. A presença desse grupo em um hidrocarboneto
é que caracteriza os alcenos. É interessante destacar, ainda, que todos os átomos
ligados à dupla ligação estão em um mesmo plano.
Os alcenos são hidrocarbonetos que possuem ligação dupla. Sua fórmula
geral é C n
H 2n
.
43

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Hely Demutti
O etileno é liberado por
frutas que estão amadurecendo,
mas também pode
ser utilizado para acelerar
o amadurecimento
de frutas ainda verdes.
Comercialmente, esse
processo é muito utilizado
para acelerar o amadurecimento
de bananas.
A ligação dupla é também chamada de insaturação, porque os carbonos nos quais
ela ocorre possuem menos hidrogênio em relação aos demais. Como poderiam ter mais
átomos de hidrogênio do que têm, esses carbonos são ditos insaturados e as moléculas
que eles formam são chamadas insaturadas.
O hidrocarboneto com duas ligações duplas é denominado alcadieno ou die-
no; ; no caso de três ligações duplas, é denominado
trieno; e quando apresenta
mais de três ligações duplas, é denominado
polieno.
Enquanto os alcanos têm como principal aplicação o uso como combustíveis,
os alcenos são muito utilizados como matéria-prima na indústria, sendo
empregados na produção da borracha sintética, plásticos, corantes, tecidos
sintéticos e até explosivos. Por exemplo, o eteno (alceno de estrutura
mais simples) é a matéria-prima básica na obtenção do polietileno,
que é um dos plásticos mais importantes na indústria. O eteno é usado
também no amadurecimento forçado de frutas verdes que passam a
ter a cor natural de frutas maduras quando em contato com essa substância.
Alcinos
Os alcinos são hidrocarbonetos que apresentam ligações triplas entre átomos de car-
bono. Assim como a ligação dupla, a ligação tripla C m C é também um grupo funcional
que pode estar presente em cadeias junto com outras funções. A sua presença em um
hidrocarboneto é que caracteriza um alcino.
Os alcinos são hidrocarbonetos que possuem ligação tripla. Sua fórmula
geral é C n
H 2n – 2
.
J. Yuji
O acetileno tem forma
geométrica linear.
Os alcinos com duas ligações triplas são denominados di-inos, os com três, tri-inos
e os que têm mais de três, poli-inos.
O alcino mais simples é o gás etino, também conhecido como acetileno (C m C).
Na geometria do acetileno, os átomos de hidrogênio estão alinhados aos átomos de
carbono. Isso também acontece com os átomos de carbono ligados aos carbonos participantes
da ligação tripla. Outro detalhe da ligação tripla é que a distância entre os
átomos envolvidos é menor do que a verificada entre os átomos que participam de ligações
simples ou duplas.
Muitos dos estudos sobre a produção do acetileno foram desenvolvidos na Alemanha,
antes e durante a Segunda Guerra Mundial, na tentativa de substituir o petróleo pelo carvão
como matéria-prima nas indústrias.
O acetileno é normalmente produzido a partir de três matérias-primas abundantes:
água (H 2
O), cal (CaO) e carvão (C). O processo pode ser representado, de forma simplificada,
pelas equações:
O óxido de cálcio reage com o carvão, produzindo monóxido de carbono e carbeto
de cálcio, também conhecido como carbureto. Esse, em contato com a água, reage, produzindo
o acetileno e, novamente, o óxido de cálcio.
44

O acetileno é usado em grande escala como matéria-prima na produção de borrachas
sintéticas, plásticos, como o PVC e PVA, e fios têxteis para a produção de tecidos. O PVC
é muito conhecido no mercado pela variedade de produtos, como os tubos e conexões
usados na construção civil. O filme de PVC, por exemplo, é usado para armazenar ou para
transportar alimentos. Em geral, em casa, usamos para guardar e acondicionar alimentos
dentro e fora da geladeira.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
Hely Demutti
Hely Demutti
Hely Demutti
4
5
6
7
8
O acetileno é o alcino mais importante industrialmente.
Além de ser utilizado como matéria-prima
para a produção de diferentes materiais, ele é amplamente
utilizado em maçaricos.
Benzeno e seus derivados
Hely Demutti
Os alcinos são matéria-prima
para a fabricação de diversos
materiais.
Você já viu que os hidrocarbonetos podem ser formados por cadeias abertas ou fechadas.
Além disso, nas cadeias podem existir ligações simples, duplas ou triplas. A figura
abaixo apresenta exemplos de cadeias abertas, fechadas, saturadas e insaturadas.
hexano hex-1-eno ciclo-hexano ciclo-hexeno 1,4 ciclo-hexadieno benzeno
Dos exemplos acima, o benzeno apresenta um aspecto especial, pelo fato de combinar
de forma intercalada ligações simples e duplas. Esse hidrocarboneto, de fórmula molecular
igual a C 6
H 6
, isolado pela primeira vez em 1825, talvez seja o mais estudado de
todos os hidrocarbonetos.
Apesar de a fórmula molecular do benzeno ter sido determinada por análise elementar
logo que a substância foi isolada, foram necessários anos para que fosse proposta uma
estrutura molecular compatível com suas propriedades físicas e químicas e aceita pelos
químicos. Um dos testes pelos quais as propostas de estrutura tinham de passar era o fato
de existir apenas uma substância de fórmula C 6
H 5
Br. Outro teste era permitir a existência
de somente três isômeros para a substância de fórmula C 6
H 4
Br 2
. As diferentes propostas
de estruturas não conseguiam responder a essas e a outras evidências experimentais.
Finalmente, em 1865, o químico alemão Friedrich August Kekulé, após muito pensar
no assunto, encontrou, segundo ele, enquanto sonhava, uma proposta de estrutura que
satisfazia os dados experimentais. De acordo com essa proposta, a estrutura para a molécula
da substância pode ser representada de diversas formas, como as mostradas a seguir.
45

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
J. Yuji
Possíveis representações para
a molécula de benzeno
– C 6 H 6 .
Todas as fórmulas acima
representam a mesma
molécula.
ou
ou
Com essa proposta de estrutura, é possível explicar por que a substância C 6
H 5
Br não
tem isômero e por que C 6 H 4 Br 2
possui três isômeros, conforme indicam as figuras abaixo.
ou
ou
As estruturas acima representam três isômeros
de C 6
H 4
Br 2
.
Três pares de elétrons
das ligações duplas do
benzeno seriam igualmente
compartilhados
por todos os seis átomos
de carbono.
&(
Possíveis estruturas de ressonância do benzeno
e estrutura híbrida. O círculo representa a estrutura híbrida
de ressonância entre as ligações simples e duplas
na cadeia cíclica do benzeno.
O benzeno representa uma classe de substâncias denominadas aromáticas (de aroma,
cheiro agradável). Ainda que nem todas as substâncias dessa classe tenham aroma agradável,
substâncias aromáticas incluem o benzeno, seus derivados e todas as substâncias
que possuem comportamento químico semelhante ao do benzeno.
Como você deve ter observado, na molécula de benzeno temos três ligações duplas
intercaladas com três ligações simples, formando um ciclo plano, com ângulos CCC e
CCH iguais a 120º.
Como as ligações simples são maiores do que as ligações duplas, era de se esperar
que a estrutura do benzeno não fosse um hexágono regular. Todavia, medidas precisas
da estrutura dessa molécula evidenciam que todas as ligações apresentam o mesmo comprimento.
Isso levou os químicos a propor uma estrutura para o benzeno diferente da
previsão convencional de acordo com a estrutura de Lewis. Em vez de ligação simples intercalada
com dupla, existem ligações híbridas, intermediárias entre uma ligação simples
e uma dupla, e com comprimento intermediário ao das ligações duplas e simples. Nessa
nova proposta, os seis elétrons envolvidos na formação das ligações duplas seriam igualmente
compartilhados por todos os átomos de carbono do anel. Essa estrutura é conhecida
como estrutura híbrida de ressonância e é muito estável.
Segundo o modelo do híbrido de ressonância, o segundo par de elétrons que forma
a ligação covalente dupla não fica se movimentando ou circulando entre os átomos de
carbono, como o desenho com o círculo no centro do anel poderia
sugerir. Na estrutura híbrida, todas as ligações carbono-carbono
apresentam as mesmas características.
Diversas outras moléculas apresentam estruturas de ressonância.
Na representação das possíveis estruturas de ressonância emprega-
-se uma seta dupla (&() entre cada par de estruturas, indicando
que a estrutura que melhor representa a molécula não é nenhuma
das formas de ressonâncias mostrada isoladamente, mas sim uma
estrutura híbrida, com características estruturais herdadas de cada
uma das possibilidades, como a estrutura do benzeno ao lado.
46

Note que, nesse caso, não se trata de um equilíbrio químico (indicado por duas setas
apontando para lados opostos [F]), e sim de representações possíveis de uma única estrutura,
híbrida, com características mistas das duas estruturas de ressonância. Para indicar
a estrutura híbrida de ressonância do benzeno, utiliza-se a representação do hexágono
com um círculo no centro, como a indicada na página anterior.
Isso pode ser afirmado com base em dados que indicam que todas as ligações são
iguais e possuem comprimento igual a 139 pm, enquanto suas ligações simples deveriam
ter comprimento de 148 pm e as duplas, comprimento de 134 pm.
O círculo é também utilizado para representar estruturas do híbrido de ressonância
de outras substâncias de cadeia cíclica que possuem ligações duplas intercaladas a ções
ligasimples.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
No pirrol, o nitrogênio sui um par de elétrons li-
posvres
que leva à formação
híbrida com as duplas ligações
entre os átomos
de carbono, como nos demais
aromáticos representados
acima.
pirrol naftaleno fenantreno antraceno pireno
Moléculas com estruturas de ressonância cíclicas apresentam comportamento quími-
co semelhante ao do benzeno e, por isso, esses sistemas cíclicos são denominados anéis
aromáticos. Além do benzeno e da combinação de seus anéis, outras substâncias podem
apresentar anéis aromáticos. Um grupo substituinte derivado do benzeno ou que seja
considerado um anel aromático é denominado grupo arila, que pode ser representado
por Ar. Quando se quer afirmar que a cadeia não é aromática, diz-se que ela é alifática.
As substâncias com anéis aromáticos, derivadas do benzeno, constituem um importante grupo
de matérias-primas para a produção de materiais diversos, por exemplo: solventes, inseticidas,
desinfetantes, detergentes e plásticos. Nesse grupo estão os xilenos, usados como combustível
de aviação; os fenóis, empregados como desinfetantes; os cresóis, encontrados na creolina; a
anilina, que é matéria-prima de corantes de uso comum; o ácido benzoico, usado como conservante;
o DDT, que é um inseticida; o trinitrotolueno – TNT –, que é um poderoso explosivo.
xilenos
cresóis
Hely Demutti
O benzeno e seus derivados
são matérias-primas
de uma grande variedade
de produtos químicos
de nosso uso diário.
ácido benzoico
DDT
TNT
As substâncias aromáticas
derivadas do benzeno
têm seu uso diversificado
em variados produtos
que consumimos.
47

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
O petróleo não é a única fonte de substâncias aromáticas. A hulha pode ser destilada,
produzindo três frações. O alcatrão, fração pesada da destilação da hulha, ou do carvão
mineral, é a melhor fonte natural de hidrocarbonetos aromáticos.
ÓLEOS ENCONTRADOS NO ALCATRÃO DA HULHA
Fração
Temperatura de ebulição
Exemplos de derivados aromáticos
Óleos leves até 160 ºC
benzeno, tolueno e xileno
Óleos médios 160 – 230 ºC
fenol, piridina e naftaleno
Óleos pesados 230 – 270 ºC
cresóis, naftóis e anilina
Óleos de antraceno 270 – 360 ºC
antraceno e fenantreno
FRAÇÕES OBTIDAS DA DESTILAÇÃO DA HULHA
Fração gasosa
Fração líquida
Fração sólida
gás de iluminação
substâncias nitrogenadas
(mistura de H 2 , CH 4 , CO e outros)
e alcatrão da hulha
coque (praticamente carbono puro)
7 PETRÓLEO: FONTE DE HIDROCARBONETOS
Pense
Como o petróleo é formado?
J. Yuji
petróleo
torre
solo e outras camadas
rocha capeadora
rocha reservatória
rocha geradora
O petróleo, em geral, forma-se sob bacias sedimentares
e fica retido entre rochas impermeáveis.
Aqui temos o esquema de uma possível
estrutura geológica de retenção de petróleo.
O
petróleo é um material viscoso, menos denso que a água, formado
pela mistura de hidrocarbonetos – substâncias cujas moléculas
são formadas por átomos de carbono e hidrogênio.
A teoria mais aceita é que o petróleo originou-se de restos de organismos
vegetais e animais, acumulados em camadas sedimentares que, ao longo de
milhões de anos, passaram por transformações físicas, químicas e biológicas.
Para entender melhor como se deu a formação geológica do petróleo,
é necessário retroceder no tempo. Durante os períodos Ordoviciano
e Siluriano – 500 a 400 milhões de anos atrás – e no intervalo entre os
períodos Jurássico e Cretáceo – 195 a 65 milhões de anos – o mar se elevou,
inundando depressões continentais e favorecendo a proliferação e
a concentração de algas fitoplanctônicas.
O petróleo se formou a partir de restos de plâncton – conjunto de
organismos vivos dispersos em água doce, salobra e marinha – e de animais
e vegetais mortos no continente e transportados pela água, vento
ou gelo até serem depositados no fundo de lagos ou mares. Esses restos
sedimentaram-se, formando camadas sobrepostas, como areia, argilas e
sais minerais. Posteriormente, essas camadas foram cobertas, compactadas
e comprimidas, expulsando parte da água do mar.
Condições de temperatura e pressão elevadas e a ausência de oxigênio
impediram a proliferação de bactérias aeróbicas, que teriam decomposto
rapidamente toda essa matéria orgânica acumulada. Após alguns
milhões de anos, e sob a ação de bactérias anaeróbicas, essa matéria orgânica
se transformou no que chamamos petróleo.
48

O refino do petróleo em suas diversas frações
Da extração do petróleo até a utilização de seus hidrocarbonetos há um longo caminho.
Depois de extraído do subsolo, da terra firme ou do mar, o petróleo é transportado
em oleodutos a portos de embarque, de onde grandes petroleiros fazem o transporte,
até que ele chegue a terminais marítimos da região de seu destino. Novamente, através
de oleodutos, é bombeado até as refinarias para que a separação de suas frações seja
processada. Cada uma dessas frações corresponde à mistura de substâncias de constituição
semelhante e com larga aplicação. São elas: gasolina, óleo diesel, querosene,
nafta e outros.
Pense
Como são separadas as frações de materiais presentes no petróleo nas refinarias?
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
As diferentes frações do petróleo correspondem a misturas de hidrocarbonetos com
diferentes propriedades físicas e químicas. A diferença entre as frações está relacionada,
dentre outros fatores, às estruturas das cadeias carbônicas de suas substâncias. Em função
dessas diferenças, as substâncias apresentam diferentes temperaturas de ebulição,
propriedade utilizada para separar as frações do petróleo.
Em geral, na medida em que aumenta o número de átomos das moléculas, as propriedades
das substâncias, como o estado de agregação, são alteradas. Substâncias orgânicas
cujas moléculas possuem poucos átomos de carbono são gasosas; as substâncias
cujas moléculas são maiores são sólidas; as que possuem moléculas com número intermediário
de átomos são líquidas. Ocorre, no entanto, que não se separam substâncias
do petróleo, e sim frações de substâncias com propriedades físicas semelhantes. Assim,
o piche, a gasolina, o óleo diesel e o GLP (gás liquefeito de petróleo, ou gás de cozinha)
são misturas de substâncias, sendo o piche sólido; a gasolina e o óleo diesel, líquidos; e
o GLP, gasoso. O desafio do refino é justamente separar a complexa mistura de hidrocarbonetos,
que é o petróleo, em frações mais simples, com menor diversidade de componentes:
frações do petróleo.
Os derivados dessas frações são classificados em leves, médios e pesados, conforme
o tamanho e a complexidade das cadeias carbônicas de suas moléculas. Os derivados leves
são os que apresentam as menores cadeias carbônicas. São eles: o gás natural (1 e 2
átomos de carbono), o GLP (3 a 4 átomos de carbono), a gasolina (5 a 12 carbonos) e
a nafta (5 a 12 carbonos). Os derivados médios e pesados possuem uma complexa
mistura de hidrocarbonetos, sendo difícil classificá-los por tamanho de cadeias. Os
derivados médios que possuem ca deias intermediárias são o querosene e o óleo
diesel. Os derivados pesados que possuem cadeias maiores são o óleo combustível,
o asfalto e o coque. Esses são os que possuem maiores quantidades de
contaminantes que são substâncias diferentes de hidrocarbonetos.
O processo utilizado nas refinarias para separar as frações de petróleo
é conhecido como destilação fracionada. Nela, o fator determinante
é a temperatura de ebulição de cada substância.
Inicialmente, o petróleo bruto é aquecido em fornos, sendo parcialmente
vaporizado e direcionado para colunas de fracionamento
providas de várias bandejas. As temperaturas das colunas variam com
a altura, sendo que no topo verificam-se as menores temperaturas.
Torres de destilação. Quanto
mais voláteis forem as substâncias
componentes das
frações de petróleo, mais altas
são as suas posições na
torre de extração. Cada
fração corresponde a uma
determinada mistura de
substâncias e terá uma aplicação
diferente.
Refinaria de Paulínia (SP), 2012.
Hely Demutti
49

Torre de fracionamento
A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Paulo Cesar Pereira
vapor
líquido
vapor
moléculas menores
moléculas moléculas
maiores menores
indústria
petroquímica
gasolina
querosene
tintas, fibras
sintéticas,
cosméticos,
dissolventes
plásticos,
detergentes e
medicamentos
óleo diesel
combustível
industrial
ceras
óleos
lubrificantes
massas
lubrificantes
petróleo bruto
forno
betume
As máquinas funcionam graças à diminuição
do atrito entre as peças, o que é
possível com a utilização de lubrificantes,
que são obtidas a partir de frações
mais pesadas do petróleo.
Os hidrocarbonetos cujas moléculas são maiores – maiores massas molares
–, ainda líquidos, permanecem no fundo; os mais leves são vaporizados e
sobem pela coluna. Quando esses vapores atingem bandejas de temperaturas
inferiores às suas temperaturas de ebulição, condensam-se e saem da coluna.
Hely Demutti
Hely Demutti
O piche e o asfalto, frações mais pesadas do petróleo, são utilizados na pavimentação
de estradas, ruas, entre outros.
50

Os vapores não condensados passam para bandejas superiores, até encontrar bandejas
nas quais se liquefaçam. Isso ocorre sucessivamente ao longo de toda a coluna, que
pode ser equipada com até 50 bandejas. Como é difícil separar de uma maneira eficiente,
as frações da primeira destilação fracionada passam por outras colunas.
O quadro abaixo apresenta algumas frações obtidas pelo refino de petróleo e a sua utilização.
Analisando esse quadro, observe que os hidrocarbonetos com até quatro átomos
de carbono são gases a temperatura ambiente. Os que possuem de cinco a 17 átomos de
carbono são líquidos e os maiores são sólidos.
Nome da fração
FRAÇÕES OBTIDAS PELA DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO CRU
Número de
átomos de carbono
nas moléculas
Temperatura de ebulição
aproximada (°C)
Utilização
Gás natural de C 1
a C 4 abaixo da temperatura ambiente
combustível
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Éter de petróleo de C 5
a C 6 20 – 60 solvente
Ligroína (nafta leve) de C 6
a C 7 60 – 100 solvente
Gasolina de C 6
a C 12
50 – 200
combustível para
automóveis
Querosene de C 10
a C 14
150 – 275 combustível para avião
Óleo combustível de C 12
a C 20
175 – 350
Lubrificantes, parafina de C 20
a C 36
350 – 550
combustível para
ônibus e caminhão
lubrificantes leves,
médios e pesados
Graxas de C 20
a C 36
não destila à pressão ambiente lubrificantes
Asfalto e piche acima de C 36
resíduo
cobertura de estradas
e calefação
Gás natural
As substâncias gasosas encontradas junto ao petróleo, em reservatórios subterrâneos,
são conhecidas como gás natural. Essa mistura é formada por metano, em maior proporção,
etano, propano, butano, gás carbônico, gás nitrogênio, ácido clorídrico, metanol e
hidrocarbonetos mais pesados, além de outras substâncias, como impurezas.
Essa mistura é formada pela degradação de matéria orgânica, devido a bactérias anaeróbias
ou a condições de temperatura e pressão elevadas.
Em vários países do mundo, o gás natural tem sido uma opção na busca de combustíveis
alternativos a frações do petróleo usadas para tal. Devido às suas propriedades físicas
e químicas, esse material é utilizado como substituto de combustíveis líquidos e, domesticamente,
como GLP.
51

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Antonio Batalha/Petrobras Hely Demutti
O gás metano, principal constituinte do gás natural,
é amplamente empregado em indústrias gasoquímicas,
transportes e geração de energia elétrica. Uma de suas
principais vantagens é apresentar baixos índices de emissões
de poluentes, em relação a vários outros combustíveis
fósseis.
Por falta de política de aproveitamento do gás
natural, esse importante combustível muitas
vezes é queimado sem que a energia liberada
seja aproveitada.
Gás liquefeito do petróleo – GLP
Mais conhecido como gás de cozinha, o GLP é uma mistura incolor e inodora que contém
principalmente os gases propano e butano. Para que possamos perceber possíveis va-
zamentos, adicionam-se a ele gases chamados mercaptanos (principalmente o CH 3
CH 2
SH),
que têm cheiro forte e característico.
Quando se acende a trempe de um fogão a gás, percebe-se uma chama azul. A reação
de combustão do butano é representada pela equação:
C 4
H 12
(g) + 7O 2
(g) ( 4CO 2
(g) + 6H 2
O(g)
O GLP também vem sendo utilizado em veículos automotivos. Denominada gás natural
veicular (GNV), essa fonte alternativa, além de ser viável economicamente, produz,
normalmente, 25% menos gás carbônico, quando comparado à gasolina e ao diesel.
Cuidado com os botijões de gás! Em quase todas as residências usa-se o gás engarrafado nos fogões. Muitas
explosões e incêndios têm ocorrido, causando sérias queimaduras e até a morte de pessoas envolvidas.
Compre gás apenas de empresas credenciadas. Verifique se o botijão está em bom estado e, ao trocá-lo,
enrosque a válvula com cuidado. Depois, verifique se não há vazamentos. Não esqueça também de verificar
periodicamente a validade da mangueira e o seu estado de conservação.
Gasolina
Por ser o combustível utilizado pela maioria dos automóveis, a gasolina é uma das frações
do petróleo que geram maior retorno financeiro à indústria petroleira. Ela corresponde
a uma mistura de hidrocarbonetos que apresentam de 6 a 12 átomos de carbono em
suas moléculas. Essa fração, constituída por moléculas menores, apresenta temperatura de
ebulição relativamente baixa, característica que favorece sua utilização como combustível.
A combustão da gasolina libera uma grande quantidade de energia. A razão entre a
quantidade de energia e o volume, joules ou calorias por litro, levou a gasolina a ser o
combustível mais utilizado no mundo e, em função disso, a contribuir com uma das maiores
parcelas de gases poluentes na atmosfera.
52

Nafta
A nafta é uma fração de petróleo cujas substâncias possuem propriedades entre a
gasolina e o querosene. As “naftas petroquímicas” ou “naftas não energéticas” são a
principal matéria-prima da indústria petroquímica, usada na produção de eteno e propeno,
além de outras frações líquidas, como benzeno, tolueno e xilenos. Elas são utilizadas
ainda como solventes industriais de tintas, em lavagem a seco. A nafta energética
é utilizada para geração de gás de síntese em processos industriais. Esse gás é utilizado
na produção do gás canalizado doméstico. Algumas naftas são utilizadas para reduzir
a viscosidade do asfalto, que é usado no revestimento de estradas.
Querosene
O querosene é uma fração de petróleo constituída de uma mistura
complexa de hidrocarbonetos. Apresenta características especiais,
como boa capacidade de dissolução, lenta taxa de evaporação
e relativa segurança no seu manuseio, além de não ser corrosivo. É
utilizado como solvente para tintas, inseticidas, asfalto, combustível
de lamparinas e lampiões, combustível para turbinas de aviões a jato.
A nafta é um líquido incolor,
com faixa de destilação
próxima à da gasolina, e é
utilizada na produção de
diversos bens de consumo.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Óleo diesel
A fração de óleo diesel é constituída basicamente de uma mistura de hidrocarbonetos,
incluindo alcanos, alcenos e aromáticos, e apresentando baixas concentrações de enxofre,
nitrogênio e oxigênio. Ele é usado basicamente como combustível para as indústrias,
barcos, veículos automotivos e geradores de energia. Quando comprimidas, misturas de
diesel com ar produzem fortes explosões que podem ser convertidas em trabalho. Por
isso, tal reação é utilizada em motores de grande porte.
Diferentemente dos motores a gasolina e a álcool, os motores a diesel não necessitam
de velas de ignição que geram faíscas para que o combustível seja queimado. Nos motores
a diesel a ignição ocorre por compressão do combustível vaporizado e misturado com
ar. Uma vantagem desses motores é que eles possuem maior potência, possibilitando a
realização de trabalhos que necessitam de maior força de tração, por isso, o diesel é muito
utilizado em tratores, caminhões e ônibus.
Condições ideais devem promover queimas eficientes, sem a liberação de resíduos.
O diesel não deve ser corrosivo aos motores nem conter água ou sedimentos, além de
ser seguro e fácil de estocar. Esse combustível recebeu esse nome em homenagem ao
engenheiro alemão Rudolf Diesel, inventor do motor que utiliza a reação quí-
mica que ocorre após a mistura, sob pressão, desse óleo e com o
oxigênio presente no ar.
O querosene já foi muito
utilizado para iluminação
feita por lampiões. Atualmente,
é utilizado como
combustível de avião.
Pessoas e mercadorias são
transportadas graças à
combustão do diesel.
Hely Demutti
Hely Demutti
Fotos: Hely Demutti
53

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
Exercícios
1. (UFSCar-SP) Considere as afirmações seguintes sobre
hidrocarbonetos.
I – Hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos
somente por carbono e hidrogênio.
II – São chamados alcenos somente os hidrocarbonetos
insaturados de cadeia linear.
III – Cicloalcanos são hidrocarbonetos alifáticos saturados
de fórmula geral C n H 2n .
IV – São hidrocarbonetos aromáticos: bromobenzeno,
p-nitrotolueno e naftaleno.
São corretas as afirmações:
a) I e II. d) III e IV.
b) I e III. e) I, II e IV.
c) II e III.
2. (UFRJ) O AZT (3-azido-3-deoxitimidina),
que possui a capacidade
de inibir a infecção e os efeitos
citoplásticos do vírus da imunodeficiência
do tipo HIV-I, o agente
causador da aids, apresenta a seguinte
estrutura indicada ao lado.
Quantos átomos de carbono estão presentes em uma
molécula de AZT?
3. O que são substâncias organossintéticas? Cite alguns
exemplos.
4. Como são chamadas as substâncias que apresentam apenas
átomos de carbono ligados a átomos de hidrogênio?
5. Como variam as propriedades dos hidrocarbonetos?
6. Estruturalmente, como estão classificados os
hidrocarbonetos?
7. Classifique as substâncias abaixo em: alcanos, cicloalcanos,
alcenos, cicloalcenos, alcadienos, alcinos, aromáticos:
a)
b)
c)
d)
e) g) i) k)
f) h) j) l)
8. Defina os seguintes termos: alcano, alceno, alcino.
9. O alcino mais simples é o etino, mais conhecido por
acetileno. Explique por que ele é usado nos maçaricos
para soldar metais.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
10. Analise as afirmações e marque a opção incorreta.
a) O petróleo é a única fonte de substâncias aromáticas.
b) As substâncias aromáticas incluem o benzeno e
seus derivados, além de todas as substâncias que
têm comportamento químico semelhante.
c) A ligação dupla é também chamada de insaturação,
porque os carbonos nos quais ela ocorre possuem
menos hidrogênio em relação aos demais.
d) Os alcanos são hidrocarbonetos que possuem apenas
átomos de hidrogênio e carbono, unidos somente
por ligações simples.
e) Os hidrocarbonetos correspondem à função mais
simples das substâncias orgânicas.
11. Qual é a fórmula molecular do alcano que apresenta cinco
átomos de carbono?
12. Qual é a fórmula molecular do alceno e do alcino que
apresenta cinco átomos de carbono?
13. O que você entende por grupo alquila e grupo arila?
14. O que são substâncias aromáticas?
15. Um hidrocarboneto de cadeia aberta apresenta a seguinte
fórmula molecular: C 6
H 8
. Quais são as possíveis
combinações de ligações duplas carbono-carbono?
16. Qual é a principal característica das substâncias aromáticas?
17. O que é ressonância em uma estrutura molecular?
18. O eteno e o benzeno apresentam duplas ligações. Então,
por que o benzeno é mais estável do que o eteno?
19. Explique a diferença na ligação química nos hidrocarbonetos
abertos e aromáticos.
20. Dê a fórmula molecular do naftaleno, conhecido
como naftalina, cuja fórmula estrutural é:
21. Julgue cada item a seguir como certo (C) ou errado (E).
a) O benzeno e o ciclo-hexano são constituídos de
moléculas planas.
b) O benzeno e o ciclo-hexano são substâncias aromáticas,
pois apresentam em sua estrutura seis átomos
de carbono.
c) Os aromáticos constituem um grupo de hidrocarbonetos
que apresenta bastante versatilidade,
sendo matérias-primas importantes para a produção
de materiais diversos, como solventes, desinfetantes,
detergentes e plásticos.
d) O petróleo é a única fonte de extração de substâncias
aromáticas.
54

22. (Mack-SP) Um hábito muito comum é enrolar pencas
de bananas e mamões verdes em jornal para que amadureçam
rapidamente. Durante o amadurecimento das
frutas, há liberação de gás eteno, que também é responsável
pela aceleração do processo. (Massas molares
em g/mol: H = 1; C = 12).
A respeito do gás eteno, é correto afirmar:
a) é um hidrocarboneto aromático.
b) é um alcano.
c) tem massa molar 30,0 g/mol.
d) apresenta fórmula molecular C 2
H 4 e é mais conhecido
como gás etileno.
e) tem fórmula estrutural H 3
C K CH 3
.
23. (UFRS) O alcatrão de hulha é uma fonte de:
a) hidrocarbonetos alifáticos.
b) gases combustíveis.
c) óleos comestíveis.
d) compostos aromáticos.
24. (Funioeste-PR-Adaptado) O metano é uma das substâncias
mais abundantes da mistura gasosa. Sobre ele,
é correto afirmar:
a) é expelido pelos escapamentos de veículos.
b) é um hidrocarboneto de fórmula geral C n
H 2n + 2
.
c) é formado pela decomposição do lixo nos aterros
sanitários.
d) constitui o gás de uso doméstico.
25. (Unijuí-RS) O carbureto (carbeto de cálcio) pode ser obtido
pela reação entre cal virgem e carvão, em forno elétrico.
Um dos gases usados na solda a maçarico pode ser obtido
através da reação do carbureto com água. Esse gás é o:
a) etileno. c) butano. e) metano.
b) propano. d) acetileno.
26. (Vunesp-SP-Adaptado) Indique a afirmação incorreta
referente à substância química acetileno:
a) O acetileno é um gás utilizado nos maçaricos de solda.
b) A fórmula molecular do acetileno é C 2
H 4
.
c) O nome oficial do acetileno é etino.
d) Entre os átomos de carbono do acetileno há uma
ligação tripla.
e) Apresenta massa molar igual a 26 g/mol.
27. A substância que apresenta fórmula molecular C 5
H 8
pertence à classe de hidrocarbonetos de fórmula geral:
a) C n
H 2n + 2
. d) C n
H 2n + 4
.
b) C n
H 2n – 2
. e) C n
H 2n – 4
.
c) C n
H 2n
.
28. (UnB-DF) Os pintores utilizam, para a diluição das tintas
à base de óleo, um produto comercial conhecido como
tíner (dissolvente, diluente, adelgaçador). Na embalagem
do tíner, lê-se o seguinte:
Composição básica: mistura balanceada de álcoois,
ésteres, cetonas, glicoéteres e hidrocarbonetos aromáticos.
Não contém benzeno.
Com o auxílio dessas informações, julgue os itens que
se seguem em C ou E.
1) A substância CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 é um possível
componente da mistura.
2) O talueno, derivado do benzeno, pode ser um componente
da mistura.
3) A toxidade do benzeno pode justificar a sua ausência
na composição do tíner.
4) O tíner é insolúvel na água.
29. A respeito das substâncias abaixo, julgue os itens com
C para os corretos e E para os errados:
a) e)
b) f)
c)
d)
1) A substância A apresenta um alcano de cadeia aberta,
normal e ramificada, com fórmula molecular C 4
H 10
.
2) A substância B é um alcino cuja insaturação está
entre dois carbonos primários.
3) A fórmula molecular da substância C é C n
H 2n
.
4) A substância D apresenta cadeia fechada, normal,
saturada, fórmula molecular C 5
H 10
.
5) A substância E é um alceno.
6) A cadeia carbônica da substância F pode ser classificada
como aberta, ramificada, insaturada e homogênea.
30. (Mack-SP) Sobre o composto
cuja fórmula estrutural é H 3
CH 3
C CH CH C CH 2
dada ao lado, fazem-se as
CH
afirmações:
2 CH CH 3
CH
I – É um alceno.
3
CH 3
II – Possui três ramificações diferentes entre si, ligadas
à cadeia principal.
III – Apesar de ter fórmula molecular C 11
H 22
, não é um
hidrocarboneto.
IV – Possui, no total, quatro carbonos terciários.
São corretas:
a) I e IV, somente. d) II e IV, somente.
b) I, II, III e IV. e) III e IV, somente.
c) II e III, somente.
31. Explique como os hidrocarbonetos podem ser obtidos.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
55

A QUÍMICA ORGÂNICA E A TRANSFORMAÇÃO DA VIDA
32. Por que os hidrocarbonetos que possuem entre 1 e 4 átomos
de carbonos não são apropriados para uso na gasolina?
33. Por que a gasolina não pode ser identificada somente pela
sua fórmula molecular?
34. Um hidrocarboneto pode ser representado de acordo
com a seguinte fórmula: .
Quais são suas fórmulas estrutural plana e molecular?
35. (UFES) Associe os pares de compostos dos dois grupos
com o tipo de isomeria existente entre eles.
I. e
II.
III.
IV.
e
e
e
1. Isomeria de função.
2. Isomeria de compensação.
3. Isomeria de cadeia.
4. Isomeria de posição.
A alternativa que apresenta uma associação correta é:
a) I – 3; II – 2; III – 4; IV – 1.
b) I – 3; II – 2; III – 1; IV – 4.
c) I – 2; II – 3; III – 1; IV – 4.
d) I – 2; II – 3; III – 4; IV – 1.
e) I – 1; II – 2; III – 3; IV – 4.
36. (Unaerp-SP-adaptado) O eugenol é um óleo essencial
extraído do cravo-da-índia que tem propriedades anestésicas.
O isoeugenol é outro óleo essencial extraído
da noz-moscada.
OH
OCH 3
CH 2
CH CH 2
eugenol
OH
OCH 3
CH CH CH 3
isoeugenol
Dadas as estruturas dos dois óleos, pode-se dizer que:
a) são isômeros funcionais.
b) são isômeros de cadeia.
c) não são isômeros.
d) são isômeros de posição.
37. Considerando o estudo do petróleo e dos hidrocarbonetos,
julgue cada item como correto (C) ou errado (E).
1) O petróleo é uma mistura de substâncias orgânicas,
principalmente hidrocarbonetos, que são separados
por destilação fracionada.
2) O gás liquefeito de petróleo (GLP), consumido
como combustível em fogões, é uma mistura de
substâncias orgânicas pertencentes a diferentes
funções químicas.
3) Gasolina, óleo diesel, querosene, óleo lubrificante
e etanol são materiais obtidos por destilação do
petróleo cru.
4) Os alcenos e alcinos são chamados de hidrocarbonetos
insaturados, pois suas moléculas não contêm
o número máximo possível de átomos de hidrogênio.
38. O GLP (gás liquefeito de petróleo) é formado basicamente
pelos gases: propano, butano e isobutano.
A respeito desses gases e de assuntos correlatos, julgue
os itens, marcando C para os corretos e E para
os errados.
a) Os gases presentes no GLP são alcanos com fórmula
geral C n
H 2n + 2
.
b) O gás usado em fogões domésticos apresenta como
principais componentes o propano e o butano.
c) O gás natural, constituído basicamente de metano,
embora seja combustível fóssil, é considerado mais
limpo que a gasolina, por permitir uma combustão
mais completa e maior eficiência do motor.
d) Na fórmula do H 3
C CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
existem
três carbonos primários e um carbono secundário.
e) O gás butano (H 3
C CH 2
CH 2
CH 3
) apresenta cadeia
aberta, normal, saturada, dois carbonos secundários
e dois carbonos primários.
39. Qual é o nome do processo usado para separar as diferentes
frações do petróleo? Cite as principais frações
do petróleo.
40. O que têm em comum as substâncias de uma mesma
fração do petróleo?
41. Em que fração do petróleo existe maior variedade de
substâncias: no gás liquefeito de petróleo (GLP) ou no
querosene? Justifique.
42. Qual a importância de aproveitar tecnologicamente
todas as frações do petróleo?
43. Escreva em um parágrafo as possíveis razões pelas quais
o Brasil ainda não tem explorado suficientemente o
gás natural.
44. Com base nas frações de petróleo, explique por que
o Brasil pode, em determinadas épocas, exportar gasolina
e necessitar importar óleo diesel ou vice-versa.
45. Debata com seus colegas sobre medidas que poderiam
ser adotadas para evitar tal situação.
56

Introdução ao estudo da Química Orgânica
b Em 1828, Friedrich Wöhler sintetizou, em laboratório e sem a intervenção de qualquer organismo vivo, uma
substância orgânica, derrubando assim a teoria da força vital.
b A Química Orgânica é a área que estuda as substâncias que têm átomos de carbono em sua composição.
b Substâncias que apresentavam a mesma fórmula molecular, mas propriedades diferentes, são das
denominaisômeros.
Propriedades dos átomos de carbono
b Os átomos de carbono apresentam quatro elétrons de valência e estabelecem quatro ligações, podendo ligar-
-se uns aos outros formando cadeias longas.
Cadeias carbônicas
b Os átomos de carbono das moléculas podem ser classificados em: primário (ligado a um átomo de carbono),
secundário (ligado a dois átomos de carbono), terciário (ligado a três átomos de carbono) e quaternário
(ligado a quatro átomos de carbono).
b As cadeias carbônicas podem ser classificadas em:
• abertas ou fechadas (cíclicas);
• normal (sem ramificações) ou ramificada;
• saturada ou insaturada (com ligações duplas ou triplas);
• homogênea ou heterogênea (contém átomo diferente do de carbono).
Isomeria
b Substâncias isômeras apresentavam a mesma fórmula molecular, mas diferentes fórmulas estruturais.
b Existem três tipos de isomeria: plana, geométrica e enantiomeria.
Hidrocarbonetos
b As substâncias orgânicas são classificadas em grupos que possuem funções químicas semelhantes.
b As substâncias constituídas apenas por átomos de carbonos e de hidrogênio são denominadas hidrocarbonetos
e são classificadas em função de suas cadeias e ligações:
• Alcanos: abertas, formadas por ligações simples;
• Alcenos: abertas com uma ligação dupla;
• Alcinos: abertas com uma ligação tripla;
• Alcadienos: abertas com duas ou mais ligações duplas;
• Alcadinos: abertas com duas ou mais ligações triplas;
• Ciclanos: fechadas, formadas por ligações simples;
• Ciclenos: fechadas contendo ligação dupla;
• Aromáticos: cadeias fechadas com ligações simples e duplas intercaladas.
b O petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos originados da decomposição de restos de organismos vegetais e
animais acumulados em camadas de rochas sedimentares.
b Os hidrocarbonetos presentes no petróleo, podem ser separados em frações por meio do processo de refino
em função de suas propriedades físicas.
b As principais frações de petróleo são: o GLP (gás liquefeito de petróleo), a gasolina, a nafta, o óleo diesel e o piche.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
57

Capítulo 2
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
Tema em foco
ALIMENTOS E
FUNÇÕES ORGÂNICAS
Como identificamos as principais funções orgânicas?
Como a química contribui na nossa alimentação?
ALIMENTOS
Em 1950, a população mundial era pouco superior a 2,5 bilhões de habitantes. Em 2010, ou seja, apenas 60
anos depois, passava de 7 bilhões. Ao aumentar a população, surge um problema: Como é possível alimentar
tanta gente? E como será quando a população mundial ultrapassar os 10 bilhões? Como será possível produzir
alimentos suficientes para todos?
Sem dúvida, garantir comida para todos não é tarefa fácil. E de quem é a responsabilidade? Certamente, não
basta que apenas os governantes se preocupem em prover os alimentos para a população: esse é um problema
de toda a sociedade. Afinal, garantir alimento é garantir a vida.
Hely Demutti
Hely Demutti
Foi-se o tempo em que, para comer um alimento, era necessário conseguir os
ingredientes e prepará-lo previamente. Hoje, podemos comprar quase tudo pronto. Essa
mudança de hábito, todavia, exige cuidados para evitar diversos problemas de saúde.
58

Os alimentos que consumimos hoje, independentemente do local em que vivemos, são bem diferentes dos
que eram consumidos há sete ou oito décadas por nossos antepassados. As mudanças na alimentação ocorreram
porque a sociedade mudou: a população cresceu; as pessoas saíram do campo para as cidades; as mulheres
ingressaram no mercado de trabalho formal; o uso de eletrodomésticos se difundiu; a exportação e a
importação de alimentos se tornou muito maior; o custo de vida subiu; a produção industrial de alimentos e a
propaganda se intensificaram.
Até por volta de 1950, grande parte das famílias brasileiras produzia seu próprio alimento. Essas pessoas
plantavam, criavam animais, faziam o queijo, a linguiça, os doces... Os alimentos eram consumidos logo após
a sua obtenção. As aves, como galinhas e patos, eram abatidas e consumidas em um ou dois dias; animais
maiores, como os porcos e bois, eram pré-preparados e conservados em gordura, na forma de embutidos ou
defumados, garantindo sua conservação por períodos curtos, além de ter partes distribuídas entre familiares
e vizinhos.
Apesar de diferentes processos de conservação de alimentos, como a salga, defumação, conservas de vinagre,
geleias, entre outros, já serem conhecidos há muito tempo, a preocupação com o armazenamento e a estocagem
de alimentos não era tão grande. Isso porque, de modo geral, eram produzidos para serem consumidos, e não
para serem estocados e comercializados.
O êxodo rural e a verticalização e superlotação das cidades fizeram com que as pessoas se distanciassem mais
da produção dos alimentos e precisassem, cada vez mais, comprá-los para poder consumi-los. Associadas a esses
fatos, mudanças econômicas e sociais fizeram com que a comercialização de alimentos se intensificasse, mando-os definitivamente em
transformercadorias.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Hely Demutti
A prática de cultivo de
hortaliças, que era comum
em todas as comunidades,
hoje é geralmente restrita
a grandes produtores. Isso
contribuiu para a mudança
dos hábitos alimentares
da população, que consome
mais alimentos
industrializados e menos
frutas, verduras e legumes
in natura.
Essas mudanças levaram a um grande crescimento da indústria alimentícia, já que as pessoas passaram a
comprar todo o alimento que consomem: do arroz à carne, passando pelas verduras e os pães. A produção
de alimentos virou um filão, e a concorrência levou a indústria a desenvolver os alimentos que hoje compõem
a dieta básica da população.
Com o desenvolvimento da indústria alimentícia, surgiu a necessidade de novas tecnologias que possibilitassem
aumentar o estoque, a conservação, a variedade e a facilidade de preparo dos alimentos. Isso estimulou a
busca de novos conhecimentos e novidades tecnológicas que mantivessem ou aumentassem o valor mercadológico
dos alimentos.
59

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Eletrodomésticos, entre os
quais a geladeira, mudaram
os hábitos alimentares
das pessoas. Hoje,
muitos alimentos podem
ser acondicionados, resfriados
e guardados por
mais tempo.
Nessa situação, a engenharia de alimentos, associada à Química, desenvolveu-
-se muito, pois atua no campo da melhoria da qualidade e da produtividade dos
alimentos.
Avanços alcançados pela indústria alimentícia também tornaram possível a fabricação
de alimentos menos perecíveis, favorecendo seu transporte e estocagem e garantindo,
assim, a chegada desses alimentos a regiões não produtoras.
Infelizmente, muitos desses produtos mais resistentes, com aspectos e sabores agradáveis,
possuem baixíssimos valores nutritivos, sendo comercializados muito mais pela
aparência, sabor e odor do que propriamente pelo seu valor nutritivo.
Sendo assim, conhecer melhor os processos envolvidos na industrialização dos alimentos
e os mecanismos de manipulação da propaganda nos torna capazes de ter atitudes
mais críticas em relação ao aproveitamento e consumo de alimentos, evitando
que sejamos manipulados por interesses meramente comerciais.
Atualmente, muitas pessoas fazem as suas refeições regularmente, mas têm problemas
de saúde devido à carência de vitaminas e de nutrientes fundamentais para o
bom funcionamento de seu organismo. Isso acontece até mesmo com pessoas de alto
poder aquisitivo. O que importa para uma alimentação saudável é a qualidade e não a
quantidade.
Muitos profissionais da área da saúde, entre médicos e nutricionistas, estão seriamente
preocupados com a qualidade nutricional da alimentação na atualidade e seus
efeitos na saúde da população.
Sendo assim, diversos setores da sociedade procuram divulgar à população, especialmente
a crianças, adolescentes e adultos com problemas derivados da alimentação,
informações básicas para uma prática alimentar saudável, em um contexto de educar
para a saúde.
Em nosso curso, daremos mais um passo nesse sentido. Conhecendo um pouco sobre
a química dos alimentos, ela pode nos auxiliar na seleção de uma dieta mais saudável,
evitando os riscos à saúde trazidos por muitos alimentos industrializados.
Hely Demutti
O leite é um bom exemplo das mudanças na forma de
consumo: inicialmente, era consumido ao “pé da vaca”; na
cidade, era distribuído no mesmo dia em garrafas e frascos
de vidro; depois foi a vez do leite em saquinho, para ser consumido
em poucos dias; agora é a vez do leite longa vida
com validade de até seis meses.
Fotos: Hely Demutti
60

A informação e a dieta nossa de cada dia
Você sabia que muitos de nossos hábitos alimentares atuais passam longe de ser
saudáveis? Sabia que as necessidades básicas de nutrientes nem sempre são supridas,
independentemente da quantidade de alimentos que ingerimos? Que boa parte das
guloseimas encontradas nas prateleiras de supermercados contém quase que exclusivamente
carboidratos e possuem baixíssimo valor nutritivo? Que a maioria das pessoas
não se alimenta corretamente porque não sabe como fazê-lo?
Nossa saúde depende da alimentação: regularidade, variedade e valor nutritivo. Nosso
organismo precisa de inúmeros nutrientes presentes em diversos tipos de alimentos. Muitos
alimentos são propaganda enganosa. Não são saudáveis e seu consumo frequente pode
até provocar danos à saúde. Daí a importância de saber escolher os alimentos.
Existem muitas teorias e dietas que orientam boas formas e regras de alimentação,
mas cada um deve buscar sua receita, considerando suas preferências e suas necessidades.
Assim, ao fazer nossas opções diárias, sabemos o que saborear sem comprometer
nossa saúde. Para isso, mantenha-se informado.
Comer bem: um dos segredos
da longevidade!
Edward Lara/Shutterstock
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Pirâmide alimentar
Paulo Cesar Pereira
consumir moderadamente
manteiga e carne vermelha
arroz branco, pão branco, massas e batatas
devem ter consumo moderado
laticínios ou suplementos
de cálcio 1-2 porções
peixes, aves, ovos
1-2 porções
nozes, castanhas
e legumes
1-3 porções
verduras em
abundância
cereais integrais
na maioria das
refeições
frutas 2-3
porções
óleos vegetais
(azeite de oliva,
óleo de canola,
soja, milho,
girassol ou
amendoim)
A pirâmide alimentar orienta, do ponto de vista nutricional, quais tipos de alimentos devem ser consumidos e as quantidades relativas. Observe
que no topo estão os alimentos de que necessitamos em menor quantidade; perto da base estão os que devemos ingerir em quantidades maiores;
e na base estão os exercícios físicos para assegurar o equilibrado processamento químico de todos os alimentos.
61

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Diversos estudos buscam relacionar o consumo de diferentes tipos de alimentos à incidência de doenças crônicas,
como ataque cardíaco, derrame (acidente vascular cerebral – AVC), câncer, insuficiência renal, entre outras, buscando
estabelecer recomendações para dietas mais saudáveis. No entanto, esses estudos são complexos, pois dependem
de diversos fatores, tais como hábitos relacionados às atividades físicas, predisposição genética e condições de
vida. Todavia, os princípios dessas recomendações nutricionais têm ajudado a diminuir, principalmente, a ocorrência
de doenças cardiovasculares.
Em 1992, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos divulgou um Guia de Pirâmide Alimentar, cujo prin-
cípio era a diminuição do consumo de gorduras. Esse guia foi apresentado na forma de uma pirâmide, que depois foi
alterada. Na base estariam os alimentos que seriam ingeridos em maior quantidade e, no topo, os de menor quantidade.
No centro da pirâmide estavam legumes, verduras, frutas, laticínios, carne, feijões, nozes/castanhas, peixes,
aves e ovos.
Hoje, na base da pirâmide estão os exercícios físicos. Estudos evidenciam que a atividade física regula uma série
de funções metabólicas, eliminando toxinas e queimando, por exemplo, o colesterol em excesso no organismo.
A aparência dos alimentos
Escolher o que comer é um desafio para quem quer garantir a qualidade da alimentação. Nosso corpo possui,
instintivamente, alguns mecanismos que ajudam na escolha da comida, como a percepção do sabor, da aparência e
do cheiro. No entanto, isso não é suficiente para identificar o valor nutricional do alimento.
O olfato e a gustação são os únicos sentidos que detectam substâncias na forma gasosa ou dissolvidas em
água, seja no próprio líquido do alimento ou na saliva. Sendo o sabor uma combinação entre o cheiro e o gosto,
ele é percebido pelo olfato e pelas papilas gustativas, que também detectam a temperatura, a ardência e a textura
do alimento.
Esse tipo de percepção ajuda a escolher o que comer, o que permite, por exemplo, identificar se um alimento está
estragado ou não. Entretanto, nem sempre isso é suficiente para garantir a qualidade do que comemos, pois o que
cheira bem ou tem um gosto agradável nem sempre é rico em nutrientes.
Há estudos que recomendam a inclusão de seis cores na dieta: amarelo ou laranja, branco, vermelho, roxo ou azul,
marrom e verde. Isso implica o consumo de cinco a nove vegetais diferentes ao dia.
Observe o quadro a seguir e veja a importância das cores dos alimentos para a nossa saúde.
AS CORES DOS ALIMENTOS E SUA IMPORTÂNCIA PARA A SAÚDE
Cores Alimentos Importância para saúde
Amarelo/laranja Mamão, cenoura, manga, abacaxi, milho Reforçam as defesas
Branco Batata, couve-flor, cogumelo, banana, alho, cebola Regulam o intestino
Vermelho Cereja, tomate, caqui, melancia Desintoxicam
Roxo/azul Ameixa, uva, figo, beterraba Cuidam do coração
Marrom Castanhas, nozes, cereais integrais Rejuvenescem
Verde Verduras e frutas verdes Fazem a limpeza
Os alimentos, como todo e qualquer material, são constituídos por diversas substâncias. O sabor, a cor, a
textura e a forma que eles têm são propriedades que dependem das proporções entre as substâncias presentes.
Qualquer cozinheiro sabe que uma combinação ideal de ingredientes e temperos pode torná-lo um bom gourmet.
Conhecer a química dos alimentos é importante para o desenvolvimento de novas atitudes e de hábitos alimentares
que priorizem o valor nutritivo e permitam uma alimentação mais saudável.
62

Um consumidor crítico, atento aos detalhes, é mais responsável pela sua alimentação e, consequentemente, pela
sua saúde.
Na próxima vez que você for a um supermercado, siga atentamente algumas regras de consumo:
Contudo, procure sempre informações nos estudos sobre alimentos, pois é um assunto muito amplo. A ção é uma arma contra a má alimentação.
A consulta a um nutricionista é uma fonte segura para se obter informações sobre a alimentação de acordo
com seu tipo físico. O estudo das substâncias orgânicas que vamos desenvolver neste capítulo associado ao estudo
da bioquímica vai fornecer a você conhecimentos que ajudam a entender as recomendações feitas por profis-
informasionais
da nutrição.
CAPÍTULO
1
2
3
4
Atitude sustentável
Dicas para comprar e preparar alimentos mais saudáveis
b observe como os alimentos estão
acondicionados: embalagens rasgadas
e amassadas podem prejudicar
seu conteúdo; a falta de resfriamento
adequado também compromete a
qualidade do produto;
b evite comprar comida com prazo de
validade vencido. Leia atentamente
o rótulo, pois geralmente o produto
em promoção tem validade curta;
compre somente se for consumir
logo;
b fique atento à quantidade de aditivos acrescentados
ao produto a ser consumido, principalmente
se ele for destinado a crianças; normalmente
elas não têm a mesma disposição
física dos adultos;
b tente consumir alimentos frescos. Alguns nutrientes
de que necessitamos são originários
somente desse tipo de alimento;
Ilustrações: Osvaldo Sequetin
5
6
7
8
b ao comprar carnes e peixes, verifique
se são realmente frescos; existem algumas
regras na embalagem que devem
ser seguidas;
b lave bem frutas e legumes antes de consumi-
-los. Muitos deles, para garantir a durabilidade,
recebem uma dose maior de aditivos, que
ficam depositados em suas cascas e folhas;
b leia atentamente o rótulo e a composição
do alimento e considere
que a ordem de apresentação dos
ingredientes é proporcional à concentração.
Por isso, evite alimentos
cuja lista comece com componentes
não saudáveis, como gordura,
açúcar, sal e outros;
b informe-se, pesquise, pergunte.
Muitos fabricantes de alimentos
possuem um eficiente meio de comunicação
com seus consumidores
e sempre oferecem dicas de alimentação
saudável;
b se tiver alguma manifestação alérgica ou indisposição
já sentidas anteriormente, tente
associá-las com os alimentos semelhantes
que você consumiu nessas ocasiões; pode
ser que algum componente não seja adequado
para você;
b não se esqueça: você é responsável pelo
que come!
63

Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
1. Converse com uma pessoa idosa a respeito da sua alimentação quando era criança ou jovem e identifique
as mudanças de hábito que a indústria alimentícia provocou na população atual.
2. Indique alguns fatores do modo de vida atual que favorecem o consumo de alimentos industrializados, muitas
vezes com baixo teor nutritivo.
3. O que significa dizer que a sociedade industrial trata os alimentos como mercadoria? Cite alguns exemplos
desses alimentos que funcionam mais como mercadoria do que como fonte de nutrientes.
4. Quais seriam os motivos de as prateleiras dos supermercados ficarem tão cheias que muitos produtos até
perdem a validade? Será que estão sobrando alimentos? Explique.
5. De que modo as indústrias podem nos explorar ao misturar aditivos nos alimentos e promover a propaganda
de seus produtos?
6. Dos alimentos industrializados que há em sua casa, identifique quais poderiam ser substituídos por outros
de origem natural.
7. Cite exemplos de alimentos industrializados saborosos e bem vistosos, mas pouco nutritivos.
8. Debata com os colegas sobre os hábitos alimentares de vocês e identifique mudanças que seriam recomendáveis
para melhorá-los.
Ação e cidadania
1. Elabore um pequeno manual do consumidor que oriente sobre a compra de produtos alimentícios industrializados,
fazendo observações sobre os rótulos, cuidados na aquisição de produtos resfriados e congelados, condições das
embalagens, entre outros. Levante informações em órgãos competentes em sua cidade.
2. Faça uma pesquisa, em supermercados, mercearias e padarias sobre, pelo menos, dez produtos diferentes, identificando
informações como: data de validade, tipo de embalagem (enlatado, embalado em plástico, embalado em caixa,
sem embalagem), processo de conservação, preço, aditivos usados, composição, estado de conservação na prateleira.
Identifique também os possíveis problemas com tais produtos e compare os preços entre os diferentes estabelecimentos.
Debata com os demais colegas da sala os resultados obtidos.
3. Entreviste pessoas de sua comunidade sobre os hábitos alimentares e os cuidados que elas têm ao comprar produtos
industrializados. Debata com os demais colegas as informações obtidas, identificando no debate os hábitos
de consumo que você deve mudar.
4. Faça uma análise sobre o valor nutritivo dos alimentos da cantina da sua escola ou da merenda fornecida e discuta
com a direção da escola e com os responsáveis pelo fornecimento dos alimentos o que pode ser feito para melhorar
a qualidade nutricional deles.
64

1 A QUÍMICA E OS ALIMENTOS
Pense
Uma alimentação natural é garantia de boa saúde?
U m alimento pode ser obtido diretamente da natureza, como uma goiaba colhida da
goiabeira, ou ser processado industrialmente, como um suco de goiaba industrializado.
Nesse processamento pode haver adição de substâncias que mantêm ou realçam
características do alimento, além de aumentar seu tempo de conservação.
Entretanto, assim como tudo o que nos rodeia, todo alimento é formado por substâncias.
Seja natural ou artificial, um alimento poderá ou não ter os componentes nutricionais
adequados à nossa dieta. Além disso, os alimentos podem conter substâncias tóxicas para
o nosso organismo, causando-nos alergias ou outros problemas de saúde.
Vale destacar que, apesar da riqueza nutricional de parte dos alimentos industrializados
que foram processados visando a atender as necessidades da alimentação humana, eles
nem sempre são tão saudáveis quanto os naturais.
A partir do momento em que entram em nosso organismo, os alimentos passam por
uma série de transformações químicas necessárias para que possam formar e renovar biomoléculas
e estruturas celulares, envolvendo o consumo e a produção de energia útil para
as células. Essas transformações são denominadas metabolismo. O estudo de processos
metabólicos é desenvolvido por uma área de interface, ou seja, de contato entre dois ramos
da ciência – Química e Biologia –, chamada Bioquímica.
No estudo da química dos alimentos, podemos dividir as substâncias neles contidas
em: carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas, minerais, conservantes, corantes, aromatizantes
e substâncias prejudiciais, além da água.
Os três grupos fundamentais estudados na Bioquímica são: carboidratos, lipídios
e proteínas. Os dois primeiros grupos têm como principal função biológica o fornecimento
de energia para o funcionamento das células, enquanto as proteínas participam
da constituição da estrutura de células e tecidos e de processos de regulação
do metabolismo.
O quadro a seguir apresenta algumas das principais fontes desses três grandes grupos
de substâncias.
Sempre que possível, dê
preferência aos sucos
naturais. Não sendo
possível, procure os
que são feitos a partir
das frutas, e não os artificiais,
contendo essência
artificial da fruta.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
PRINCIPAIS FONTES DE CARBOIDRATOS, LIPÍDOS
E PROTEÍNAS EM ALIMENTOS COMUNS
Carboidratos Lipídios Proteínas
Arroz, batata,
macarrão,
farinhas.
Óleos vegetais,
manteiga,
gordura animal.
Carne, queijo, ovos,
presunto, grãos (soja, grão-de-bico,
lentilha, feijão, ervilha).
As vitaminas, outro grupo importantíssimo para os organismos vivos e também estudado
pela Química dos alimentos, constituem uma coleção de substâncias orgânicas complexas,
que não possuem características estruturais em comum. De modo geral, podemos
dizer que elas ocorrem em pequenas quantidades em materiais biológicos, são componentes
essenciais nos processos bioquímicos e fisiológicos e não são sintetizadas por animais.
Para ser equilibrada, uma
refeição deve conter
carboidratos, gorduras
e proteínas. Além
disso, deve conter também
vitaminas e sais minerais.
Hely Demutti
65

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Existe uma variedade de substâncias inorgânicas, como, por exemplo, o grupo dos
minerais, essenciais na dieta humana. Muitos desses minerais estão presentes em nossa
dieta ao compor substâncias inorgânicas e orgânicas. Em geral, a quantidade de minerais
requerida na alimentação é muito pequena.
Além desses grupos, temos ainda os conservantes, corantes e aromatizantes, que também
serão estudados mais adiante, neste mesmo capítulo, e as substâncias prejudiciais à
saúde, que serão estudadas no próximo capítulo.
Função dos nutrientes para o organismo
Energia para
o movimento,
aquecimento e
crescimento do
corpo
Fotos: Hely Demutti
carboidratos
gorduras
Crescimento e
recomposição
do organismo
proteínas
sais minerais
Controle dos processos
vitais do
organismo
água
vitaminas
Os tecidos do nosso corpo são constituídos por proteínas e sais minerais. A energia necessária para alimentar nossas células é fornecida por
carboidratos e gorduras. As vitaminas regulam o funcionamento dos órgãos do corpo.
66

No capítulo anterior, definimos que os grupos funcionais são átomos ou grupo de átomos
presentes nas moléculas responsáveis pelas propriedades químicas e físicas comuns
de cada família de substâncias.
CAPÍTULO
Fórmula geral
Hidrocarbonetos
R
(constituído só
por C e H)
R
Álcoois
OH
Ácidos
Aldeídos
Substâncias
Para representar genericamente
uma função, apresentamos
o grupo funcional
(átomos em vermelho) ligado
a uma letra R, que representa
uma cadeia carbônica,
como nos casos álcoois, ácidos
e aldeídos representados.
Note que R na primeira linha
representa qualquer grupo alquila,
mas pode representar
também outras cadeias contendo
insaturações ou até outros
grupos funcionais.
1
2
3
4
5
6
7
8
É interessante destacar que muitas substâncias orgânicas apresentam dois ou mais grupos
funcionais distintos em suas moléculas. Essas substâncias com funções mistas são
muito comuns nos organismos vivos, conforme veremos no estudo dos principais grupos
de substâncias dos alimentos, que realizaremos a seguir.
Na medida em que forem sendo apresentadas as principais substâncias orgânicas que
compõem os organismos vivos, como os carboidratos, os lipídios e as proteínas, iremos
destacar as funções orgânicas que fazem parte das estruturas moleculares.
Como exemplos de carboidratos,
temos a ce-
lulose, os açúcares e o
amido.
Nuttapong/Shutterstock
2 C A R B O I D R ATO S
Os carboidratos, também chamados glicídios ou açúcares, são formados por átomos
de carbono, hidrogênio e oxigênio, possuindo geralmente a fórmula (CH 2 O) n n, de onde
veio o seu nome. Incluem-se nesse grupo a celulose, o amido e os açúcares. Quimicamente,
os carboidratos podem ser considerados substâncias alifáticas poli-hidroxiladas que têm
um grupo carbonila (átomo de carbono com ligação dupla com o oxigênio: C L O) de cetona
(R 2 C L O) ou aldeído (RHC L O) e as suas substâncias. As principais fontes de carboidratos
são os vegetais, que os sintetizam por meio da fotossíntese (exceto o leite, que
contém a lactose, um dissacarídio).
Geralmente, os carboidratos constituem 65% de nossa dieta e são usados, principalmente,
como fonte de energia, além de serem utilizados na síntese de outras substâncias.
Possuem valor energético elevado (cada grama equivale a 4 kcal), por isso são chamados
de combustíveis de nossas células. São fontes vegetais de carboidratos os cereais (arroz,
Brent Hofacker/Shutterstock
67

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
As plantas absorvem
energia solar e armazenam
na forma de glicose
um carboidrato sintetizado a
partir do gás carbônico e da
água, com liberação de oxigênio.
No processo de respiração,
a energia das moléculas
de glicose é liberada durante a
combustão dessas moléculas.
trigo, aveia, milho, entre outros), os legumes, as frutas, as leguminosas (feijão, ervilha, lentilha,
grão-de-bico) e os “açúcares” conhecidos, como mel, melado, açúcar.
Grande ingestão de carboidratos nas dietas provoca aumento de triglicerídeos, aumento
de tecido adiposo (gordura) e consequente aumento de peso, de colesterol sanguíneo
e de glicose (C 6 H 12 O 6 ) no sangue, podendo, em situação extrema, levar à diabetes.
Entretanto, a falta de carboidratos na alimentação resulta em emagrecimento, cansaço,
desânimo, fraqueza, depressão e irritabilidade, podendo levar à desnutrição.
moléculas com alto
nível energético
carboidratos
fotossíntese
respiração
Batata, mandioca, arroz, milho
e farinha de trigo contêm
amido. O amido é encontrado
na forma de grãos (em sementes),
caules, raízes, entre
outros. Também conhecido
como amilo, é um polissacarídio.
Quimicamente, é um
polímero formado pela reação
de condensação das moléculas
de α-glicose (C 6 H 12 O 6 ),
acompanhada pela eliminação
de água. Funciona como
substância de reserva para
muitas plantas.
Hely Demutti
moléculas com baixo
nível energético
Hely Demutti
Hely Demutti
Hely Demutti
CO 2 + H 2 O
arroz milho farinha de trigo
Hely Demutti
O corpo armazena carboidratos em três lugares: fígado, músculos (glicogênio) e sangue
(glicose). Essas reservas evitam que nossos músculos sejam consumidos para a produção
de energia em ocasiões de dieta de emagrecimento ou de estado de fome. Por isso, não
é recomendável abster-se de carboidratos por um período muito longo, pois o corpo fará
“canibalismo” muscular, atrofiando os músculos.
As moléculas de carboidratos possuem associações das funções álcool, cetona e aldeído,
constituindo moléculas com funções mistas.
68

Hely Demutti
Vamos, agora, caracterizar cada uma dessas
funções: álcoois, fenóis, aldeídos, cetonas
e éteres.
Na uva estão presentes os açúcares
frutose e glicose (estruturas
abertas) que leveduras
transformam em álcool etílico
e gás carbônico durante a
produção de vinho.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
3 ÁLCOOIS
Pense
Identifique nas estruturas da frutose e da glicose da imagem anterior o grupo funcional dos álcoois.
7
8
Os álcoois são substâncias orgânicas cujas moléculas possuem uma ou mais hidroxilas
( K OH), que é o grupo funcional, ligadas a átomos de carbono saturados
de uma cadeia carbônica. Sua fórmula geral é R K OH, sendo R um grupo alquila, isto
é, grupo resultante da remoção de átomo(s) de hidrogênio de um alcano. Dessa forma,
os álcoois podem ser considerados como derivados dos alcanos em que um dos hidrogênios
da cadeia, cíclica ou acíclica, foi substituído por um grupo hidroxila. Quando a
hidroxila está ligada a um carbono de um anel aromático (Ar K OH) ou a um carbono
de uma ligação dupla C C característica dos alcenos, denominamos tais substâncias
como fenóis e enóis, respectivamente. Fenóis e enóis apresentam propriedades químicas
diferentes das dos álcoois e, por isso, são estudados separadamente.
Pense
De acordo com o conceito acima, quais dessas substâncias são
classificadas como álcoois? Justifique por que as demais substâncias
não são álcoois.
Observe que no etanol a
hidroxila (OH) está ligada
a um carbono saturado,
como se fosse uma molécula
de etano com uma hidroxila
no lugar de um dos
átomos de hidrogênio.
J. Yuji
Pode-se considerar que os álcoois são hidrocarbonetos cujas moléculas tiveram um
átomo de hidrogênio ligado a um carbono saturado substituído por uma hidroxila.
Veja as aplicações de alguns álcoois.
Os álcoois são substâncias orgânicas cujas moléculas possuem uma ou mais
hidroxilas (K OH) ligadas diretamente a um grupo alquila.
69

Classificação dos álcoois
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
O representante mais simples da família dos álcoois é o metanol
(CH 3 OH). Os álcoois diferentes do metanol podem ser classificados
propan-1-ol (álcool primário)
em primários, secundários ou terciários. Um álcool é considerado
primário quando a hidroxila está ligada a um carbono primário,
isto é, um carbono ligado a apenas um átomo de carbono. Já no
álcool secundário a presença da hidroxila é no carbono secundário,
carbono esse ligado a outros dois átomos de carbono; e no álcool
terciário está ligada a um carbono terciário, o qual se encontra
ligado a outros três átomos de carbono. O etanol ou álcool etílico
propan-2-ol (álcool secundário)
CH 3 CH 2 OH é um exemplo de álcool primário. Já no propan-2-ol
(álcool isopropílico), o grupo K OH está ligado a um carbono
secundário, daí ele ser um álcool secundário. Um exemplo de álcool
terciário é o 2-metilpropan-2-ol.
Essa classificação dos álcoois em primário, secundário e terciário
é adotada no estudo da Química Orgânica em função da previsão
de suas propriedades químicas e físicas, já que elas variam de acor-
2-metilpropan-2-ol (álcool terciário)
do com as características do carbono ao qual a hidroxila está ligada.
Os álcoois também podem ser classificados em função da quantidade de hidroxilas presentes
nas moléculas. Quando há apenas uma hidroxila na molécula, temos um cool ou, simplesmente, álcool; se houver duas hidroxilas, usamos a denominação “glicol”
monoál-
ou “diol”; para três hidroxilas, o termo triol pode ser empregado; e para uma molécula
com mais de três hidroxilas, teremos um poliol ou poliálcool.
J. Yuji
Toshiba.co.jp
O metanol é o álcool de
estrutura mais simples.
A indústria japonesa de
eletrônicos tem investido
na utilização do metanol
como combustível de
bateria para eletrônicos
portáteis, como laptops,
entre outros.
Aplicação dos álcoois
Muitos álcoois fazem parte do nosso cotidiano, entre eles, podemos destacar:
Metanol
O metanol (CH 3 OH) é o álcool de estrutura molecular mais simples. Ele é uma substância
líquida nas CNTP (t f = –97,8 ºC e t e = 64,5 ºC), incolor e inflamável que queima
com chama incolor. Extremamente perigoso, pode causar sérios problemas à saúde
humana, podendo causar cegueira, se ingerido, ou até ser fatal, se inalado em grandes
quantidades.
Esse álcool é de grande importância para a indústria química e farmacêutica. Uma de
suas maiores aplicações industriais está na produção de dimetiltereftalato (DMT), matéria-prima
para fabricação de garrafas PET (politereftalato de etileno) e fibras de poliéster
(tipo de tecido). Outra grande aplicação industrial é a síntese de acrílico. Na indústria farmacêutica,
é utilizado como solvente, devido à sua enorme capacidade de dissolução, e
como matéria-prima na síntese de medicamentos.
Devido à sua alta eficiência como combustível, embora seja extremamente perigoso
por sua toxidade e chama incolor, é utilizado na Fórmula Indy, em aeromodelos,
em aviões a jato e em foguetes. Na crise do álcool combustível no início da
década de 1990, foi importado e adicionado ao etanol para o abastecimento de
veículos de passeio.
O metanol é conhecido como álcool da madeira, pois pode ser obtido a partir da
destilação da madeira.
70

Etanol
O etanol (CH 3 CH 2 OH) ou álcool etílico é o álcool mais comum. Por isso, popularmente
é chamado simplesmente de álcool. Ele é uma substância líquida nas CNTP (t f = –118 ºC
e t e = 77 ºC), incolor e inflamável que queima com chama clara.
O etanol pode causar irritação nas vias de exposição e sua ingestão pode ocasionar
danos à saúde se ingerido em grandes quantidades, principalmente ao fígado e aos rins.
Sua inalação prolongada pode causar deficiência respiratória e intoxicação. Em contato
com os olhos, pode provocar forte irritação. No entanto, o álcool é a droga mais consumida
no mundo todo. Cada cultura tem suas diferentes bebidas alcoólicas típicas. Seu
consumo excessivo e prolongado constitui uma doença.
Como pode ser obtido por meio de processos de fermentação natural, existem registros
de sua utilização que datam de mais de 8 mil anos. Apesar de ser possível sintetizá-lo
em laboratório, a legislação determina que o etanol utilizado em bebidas alcoólicas seja
obtido a partir da fermentação natural de frutas, grãos ou cana-de-açúcar.
Como fontes de matéria-prima para produção do etanol são utilizados diversos vegetais
ricos em açúcares, entre os quais podemos citar a cana-de-açúcar, a beterraba e os
extratos de mandioca, de arroz, de milho e de celulose de eucalipto. No Brasil, a maior
parte do álcool é produzida a partir da fermentação da cana-de-açúcar. Nesse processo,
microrganismos chamados de leveduras, ao se alimentar, produzem enzimas que ram a transformação do açúcar em álcool.
acele-
A reação de fermentação para obtenção de álcoois pode ser simplificada como a seguir:
Estrutura da molécula de
etanol.
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
C 6 H 12 O 6 (aq) ( 2CH 3 CH 2 OH(aq) + 2CO 2 (g)
glicose
álcool
Após a fermentação, o material obtido é submetido a uma destilação fracionada da
qual se obtêm várias frações com composição diferentes. Uma delas é uma mistura de álcool
96% e água 4%, chamada de álcool 96 ºGL (grau Gay Lussac). Esse álcool é denominado
hidratado, devido à presença da água. Já o álcool combustível ou anidro deve ter
o excesso de água eliminado para ser usado como combustível automotivo.
Esse álcool é de grande importância para a indústria, sendo utilizado como solvente
na produção de algumas tintas e vernizes e como matéria-prima na produção de plásticos,
resinas, borracha sintética, entre outros. É muito utilizado na indústria de cosméticos,
estando presente em perfumes, colônias e sprays e na indústria farmacêutica, em antissépticos,
xaropes, pulverizadores de medicamentos e na síntese de diferentes fármacos.
Na década de 1970, devido à crise mundial do petróleo, o governo brasileiro criou o
Pró-Álcool: programa que tinha como meta desenvolver e implantar um biocombustível
que aumentasse a independência em relação à gasolina e ao diesel. Por meio de incentivos
fiscais, esse programa levou a indústria automobilística a desenvolver motores para
funcionar com o álcool combustível, surgindo os motores a álcool e, mais recentemente,
os bicombustíveis.
No Brasil, a principal fonte de etanol é a cana-de-açúcar, da qual se extrai a garapa
que é fermentada e destilada. Por isso, somos o maior produtor mundial de açúcar e de
álcool, com cerca de um terço da área mundial destinada ao cultivo da cana.
Desde a década de 1960,
a Organização Mundial
da Saúde (OMS) considera
que o alcoolismo é uma
doença, sendo responsável
por cerca de 4% das doenças
no mundo e causador
de 1,8 milhão de vítimas
anuais.
Konstantin Sutyagin/Dreamstime.com
Álcool isopropílico
O propan-2-ol (CH 3 CH(OH)CH 3 ), também denominado álcool isopropílico ou isopropanol,
é o álcool secundário (a hidroxila está ligada a um átomo de carbono que, por sua
vez, está ligado a dois átomos de carbono).
71

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Hely Demutti J. Yuji
Estrutura da molécula
de etano-1,2-diol
(etilenoglicol).
Diferentes cosméticos
utilizam glicerina para
ajudar a manter a maciez
da pele e evitar seu
ressecamento.
O propan-2-ol é uma substância líquida incolor nas CNTP (t f = –88,5 ºC e t e = 82 ºC),
incolor e inflamável. Tóxica, seus vapores podem causar irritação das vias respiratórias, irritação
da pele e dos olhos, entre outros problemas mais sérios.
Ele é largamente empregado como solvente de tintas e vernizes. Também muito empregado
na composição de removedores na indústria eletroeletrônica. Devido ao seu alto
poder de dissolução de gorduras e outras substâncias orgânicas, tem ampla aplicação na
indústria farmacêutica e de cosméticos, embora não deva ser utilizado na composição final
de produtos de uso pessoal.
Etilenoglicol
O etano-1,2-diol (HOCH 2 CH 2 OH), mais conhecido por etilenoglicol, é um diol, ou seja,
um álcool com dois grupos OH ligados a uma molécula orgânica.
É uma substância líquida viscosa (t
f = –12,9 °C e t e = 197,3 °C), incolor, de odor ca-
racterístico e miscível com água. Sua ingestão pode causar sérios problemas à saúde. É
comercializado na forma de aditivo para radiadores de automóveis por baixar a temperatura
de fusão e aumentar a temperatura de ebulição da água. Industrialmente, é utilizado
como matéria-prima de fibras sintéticas e de tintas.
Glicerol
O propano-1,2,3-triol (HOCH 2 CHOHCH 2 OH), mais conhecido por glicerol ou glicerina,
é um triol, ou seja, um álcool com três grupos OH ligados a uma molécula orgânica.
A glicerina é uma substância líquida viscosa (t f = 17 °C e t e = 290 °C), incolor e miscível
com água e com etanol. Ela é um subproduto da indústria de sabão, extraída de óleos
e gorduras naturais na obtenção dos ácidos graxos (ácidos esteárico, oleico, palmítico e
láurico). Uma nova fonte dessa substância têm sido as indústrias produtoras de biodiesel.
A indústria alimentícia utiliza a glicerina como aditivo com diferentes objetivos:
umectante, solvente e agregador de consistência, em doces, bolos, sorvetes, queijos
e carnes e outros.
Na indústria farmacêutica, a glicerina é largamente utilizada em pomadas, xaropes,
anestésicos, cosméticos, cremes dentais. É também muito utilizada na indústria têxtil, na
indústria de papel, na produção de lubrificantes etc.
J. Yuji
Estrutura da molécula de propano-1,2,3-triol
(glicerol).
72

4 FENÓIS
Os fenóis são substâncias que contêm um grupo hidroxila ( K OH) ligado a um anel
benzênico. Sua fórmula geral é Ar K OH, , na qual Ar indica um grupo arila, grupo
resultante da remoção de um átomo de hidrogênio de um hidrocarboneto aromático.
A mais simples e mais comum substância desse grupo é o próprio fenol, em cujas moléculas
uma hidroxila encontra-se ligada a um anel benzênico. Os outros fenóis são derivados
do fenol ou substâncias em que o anel aromático não é um simples anel benzênico
(por exemplo, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos ou outros sistemas aromáticos,
incluindo os heterociclos). Nesses casos a hidroxila deve estar ligada a um carbono do
anel aromático e não a um carbono de ramificações da estrutura molecular.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
J. Yuji
Fenóis são substâncias orgânicas cujas
moléculas contêm o grupo hidroxila ( K OH)
ligado a um carbono do anel aromático.
7
8
Por possuir propriedades fungicidas e bactericidas, o fenol
foi muito utilizado como antisséptico durante o século XIX,
sendo até hoje ainda usado com essa mesma função em
tratamentos dermatológicos.
O fenol (C 6 H 5 OH), também conhecido por ácido fênico, ácido carbólico e hidroxibenzeno,
é uma substância sólida cristalina (t f = 41 °C e t e = 182 °C), ácida (solução
a 1% em água tem pH de 5,4) e inflamável.
Geralmente obtido pela destilação da hulha (carvão mineral), o fenol não é considerado
um álcool. O fato de a hidroxila estar ligada diretamente a um anel aromático
confere a essas substâncias propriedades químicas e físicas peculiares, apesar de
possuírem o mesmo grupo funcional. Um exemplo dessa diferença é que os fenóis
(K a = 1,0 ⋅ 10 –10 ) se comportam como ácidos mais fortes que os álcoois (K a = 3,2 ⋅ 10 –16 ).
Alguns fenóis são comuns em plantas, podendo ser obtidos por destilação de pétalas
e folhas. Nesses casos, apresentam odores característicos.
O fenol é uma substância tóxica. Quando expostas a essa substância, ou materiais que a
contenham, as pessoas podem ter mal-estar, irritação e queimaduras na pele, nas vias respiratórias
e nos olhos. Contatos prolongados podem causar mutações genéticas e câncer.
O 5-metil-2-sec-propilbenzen-1-ol
(timol), o
4-(prop-2-en-1-il)-2-metoxibenzen-1-ol
(eugenol)
e o 4-hidróxi-3-metoxibenzaldeído
(vanilina)
estão presentes, respectivamente,
no orégano, no
óleo de cravo e na baunilha,
conferindo-lhes seus
odores típicos.
73

Aplicação dos fenóis
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Os fenóis têm aplicações diversas e são matéria-prima utilizada na produção de resinas
e explosivos. No entanto, sua maior utilização é como bactericida. Com esse objetivo,
passou a ser largamente utilizado em hospitais, diminuindo consideravelmente os casos
de infecção pós-operatória. Essa descoberta levou ao uso de outras substâncias fenólicas
como os cresóis, fenóis que têm um dos hidrogênios ligados ao anel benzênico substituído
por um grupo metil ( K CH 3 ).
Apesar de ter sido muito usado como antisséptico na forma de solução aquosa, o uso do
fenol para assepsia foi proibido após a descoberta de que ele causa queimaduras quando em
contato com a pele, por ser corrosivo, e ser venenoso quando ingerido por via oral.
Hely Demutti
Os fenóis são usados na
produção de cosméticos e
perfumes.
5 ALDEÍDOS E CETONAS
A
ldeídos e cetonas são caracterizados pelo grupo carbonila (C O). Este é um
dos grupos funcionais mais importantes, tanto na Química Orgânica quanto na
Bioquímica, e está presente em várias funções.
GRUPO CARBONILA EM FUNÇÕES ORGÂNICAS
Função com
carbonila
aldeído cetona ácido carboxílico éster amida
Fórmula geral
A diferença entre aldeídos e cetonas deve-se ao fato de os aldeídos possuírem pelo
menos um átomo de hidrogênio ligado à carbonila, sendo a sua fórmula geralmente escrita
como RCHO ou ArCHO.
Já nas cetonas o carbono da carbonila está ligado a outros dois átomos de carbono, sendo
as suas possíveis fórmulas gerais escritas como RCOR’, RCOAr, ArCOAr’, sendo que R
pode ser igual a R’ e Ar pode ser igual Ar’. Essa distinção estrutural é suficiente para diferenciar
as propriedades químicas e físicas dessas substâncias, constituindo diferentes classes.
74

As cetonas são substâncias orgânicas que possuem uma carbonila (C L
O) ligada
a dois átomos de carbono em grupos alquilas (R) e/ou arila (Ar).
Os aldeídos são substâncias orgânicas cujas moléculas contêm uma carbonila
(C L O) ) ligada a pelo menos um átomo de hidrogênio.
CAPÍTULO
1
2
3
A diferença entre as moléculas de cetonas
e aldeídos deve-se ao fato de que nas cetonas
há dois grupos alifáticos (R) e/ou
aromáticos (Ar), iguais ou diferentes, ligados
à carbonila, enquanto nos aldeídos há
um grupo R ou Ar e um átomo de hidrogênio
ligados à carbonila.
A propanona é a cetona mais simples. Cada um
dos grupos substituintes R é uma metila.
4
5
6
7
8
Aplicação de aldeídos e cetonas
O aldeído mais simples é o metanal, também conhecido como aldeído fórmico ou
formaldeído (HCHO). O metanal é uma substância gasosa, bactericida e irritante, e é
utilizado na composição de desinfetantes, antissépticos, na indústria de plásticos, tintas
e resinas, medicamentos, explosivos, agrotóxicos e outros.
Sua solução aquosa, conhecida como formol, é muito utilizada para embalsamar
cadáveres e material biológico.
O formol é tóxico quando ingerido, inalado ou quando entra em contato com a
pele, causando irritação, vermelhidão, dor e queimaduras. Causa sérios danos em casos
de exposição prolongada, sendo comprovadamente cancerígeno. Por essas razões
o seu uso é proibido nos alisantes de cabelo, apesar de existirem salões de beleza que
aplicam clandestinamente produtos com formol, colocando em risco a vida dos usuários
e das pessoas que lidam com esses produtos.
O metanal está presente também na fumaça da queima de madeiras, razão pela
qual defumar carne ajuda a conservá-la.
Diversos aldeídos são encontrados em plantas, sendo responsáveis por seus sabo-
res e odores característicos.
A cetona mais simples é a propanona, substância conhecida comercialmente
como acetona e utilizada como solvente para remoção de
esmaltes de unha, por exemplo. Ela é um solvente ideal em processos
de extração, pois solubiliza uma vasta gama de substâncias, apresentando
temperatura de ebulição de 56 ºC, o que permite a sua
rápida remoção por evaporação. A propanona é também utilizada
na fabricação de seda, corantes, plásticos e vernizes.
O benzaldeído é uma das
substâncias responsáveis
pelo odor característico
das amêndoas.
Hely Demutti
Hely Demutti
A Anvisa proibiu o uso de produtos
à base do formol (formaldeído) em
alisamentos (escovas progressivas),
devido aos vários problemas de saúde
que o contato direto com essa
substância pode provocar.
Propanona ou acetona
O formol (formaldeído
ou aldeído fórmico) é
utilizado em esmaltes,
pois nesse caso não causa
problemas de saúde.
75

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Hely Demutti
Além de serem utilizadas como solventes orgânicos, muitas cetonas são ingredientes
aromatizantes de margarinas e perfumes. Outras substâncias com esse grupo funcional
são usadas também na Medicina como medicamentos hipnóticos, desde os tempos
mais remotos. A progesterona, hormônio feminino produzido no ovário a partir da
puberdade, apresenta duas carbonilas de cetona em sua estrutura.
Algumas substâncias com a função cetona, conhecidas como corpos cetônicos, são
produzidas em nossos organismos em uma das etapas do metabolismo dos ácidos graxos,
sendo que elas não se acumulam, pois são oxidadas produzindo CO 2 e H 2 O. Todavia, elas
são encontradas em grande quantidade na urina de pessoas diabéticas, uma vez que o
organismo dessas pessoas produz mais cetonas do que pode oxidar. Dessa forma, é possível
identificar pessoas diabéticas pela presença de cetona em testes de urina.
Toda dieta precisa ser controlada.
Não basta perder
peso. Determinadas dietas
para perda de peso produzem
cetonas como produto
da queima de gordura,
o que é fonte de preocupação
para os diabéticos.
Estrutura da progesterona
A molécula da progesterona
apresenta
grupo funcional carbonila
característico
das cetonas.
6 ÉTERES
Pense
Dê um exemplo de aplicação de éteres.
Os éteres, assim como os álcoois, aldeídos, cetonas e fenóis, apresentam um ou mais
átomos de oxigênio em suas moléculas. A grande diferença é que, nos éteres, o
oxigênio liga-se a dois átomos de carbonos de grupos alquila (R) e/ou arila (Ar). As suas
possíveis fórmulas gerais são R K O K R´, R K O K R, Ar K O K R ou Ar K O K Ar.
Dessa forma, tais moléculas apresentam cadeia heterogênea, nas quais o oxigênio é o heteroátomo
(átomo diferente do carbono ou hidrogênio na molécula orgânica).
Aplicação dos éteres
O éter dietílico (CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 ), ou simplesmente éter etílico ou éter, é um líquido incolor
de odor característico (t e = 34,5 °C), extremamente inflamável. Se inalado por tempo
prolongado, pode causar irritação das vias respiratórias, causando dor de cabeça, tontura
e até desmaio. Como anestésico, atua no sistema nervoso central e o contato prolongado
com a pele pode ocasionar dermatoses. No olho pode lesionar a córnea.
Os éteres são substâncias orgânicas cujas moléculas têm um oxigênio ligado a
dois átomos de carbono.
76

CAPÍTULO
A descoberta do éter dietílico revolucionou a Medicina no
fim do século XIX, pois passou a ser utilizado como anestésico
e permitiu a realização de cirurgias e extrações dentárias
sem dores. Muito tempo depois foi substituído, pois provocava
parada cardiorrespiratória e lesões no fígado. Hoje, é usado
como solvente na extração de essências, óleos e gorduras.
O éter difenílico é utilizado como
perfume artificial que imita o odor
de gerânio.
1
2
3
4
O maior perigo no uso do éter dietílico está relacionado à sua alta volatilidade. Seus
vapores são inflamáveis e podem ocasionar explosões. Além disso, como outros éteres,
em contato com o ar, pode ser oxidado, originando peróxidos, que são mais explosivos,
como representa a equação:
C 2 H 5 OC 2 H 5 (g) + ½O 2 (g) ( C 2 H 5 OOC 2 H 5 (g)
5
6
7
8
Éteres
Éter dimetílico
Éter dietílico
Metilterciobutiéter (MTBE)
ou éter metil terc-butílico
ALGUNS ÉTERES E SUAS APLICAÇÕES
Aplicações
Na medicina, como hipnótico.
Como solvente na extração de óleos e gorduras.
Aditivo à gasolina como substituinte do álcool etílico anidro.
O éter dietílico já era utilizado na época dos alquimistas, sendo obtido pela desidratação
de etanol. Foi, por muito tempo, o mais importante anestésico geral. Atualmente, é
largamente empregado como solvente de substâncias pouco polares.
Os éteres são muito mais voláteis do que os álcoois que têm mesma fórmula molecular
que eles. Isso se deve à possibilidade de formação de interações fortes entre as moléculas
dos álcoois denominadas “ligações de hidrogênio”, o que não acontece com as
moléculas de éteres.
Exercícios
1. Por que os alimentos industrializados não apresentam
o mesmo valor nutritivo dos alimentos naturais?
2. Explique o que é metabolismo.
3. A nossa alimentação deve ser constituída por três grandes
grupos de alimentos: proteínas, carboidratos e gorduras.
Como esses alimentos contribuem para o bom
funcionamento do nosso organismo?
4. Como o nosso organismo reage à falta prolongada de
carboidratos?
5. Explique qual dos dois nutrientes, amido ou glicose, o
sangue transporta para todas as células.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
6. Qual é a principal característica da função álcool? Explique
como o álcool pode ser obtido da cana-de-açúcar?
7. Qual é a importância do etanol?
8. Classifique os principais álcoois, de acordo com os critérios
estudados, e indique as suas aplicações.
9. Qual é a principal característica da função fenol?
10. Explique por que o fenol, apesar de conter o grupo
hidroxila, não é um álcool.
11. Cite alguns tipos de fenóis e suas aplicações.
12. Qual é a principal diferença entre um aldeído e
uma cetona?
77

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
13. Quais são as funções presentes na glicose?
14. Qual é a fórmula e o nome oficial do formol?
15. Quais são as principais aplicações dos éteres?
16. Analise a fórmula abaixo e identifique quais são as
funções químicas presentes na ribose.
17. (Vunesp) Identifique todos os grupos funcionais presentes
nas seguintes substâncias:
a) vanilina, a substância responsável pelo
sabor de baunilha;
b) carvona, a substância responsável
pelo sabor de hortelã.
18. O estradiol é o mais importante dos hormônios conhecidos
como estrógenos. Os estrógenos são responsáveis
pelo desenvolvimento de características sexuais femininas
e exercem um papel importante na estimulação
da ovulação. Sua estrutura pode ser representada por:
É incorreto afirmar que:
a) é um álcool.
b) possui somente um carbono terciário em sua
estrutura.
c) é uma substância cíclica.
d) tem fórmula molecular C 8 H 10 O.
e) possui um anel benzênico em sua estrutura.
21. (Fatec-SP) Na indústria de alimentos, sua aplicação
mais importante relaciona-se à extração de óleos e
gorduras de sementes, como soja, amendoim e girassol.
À temperatura ambiente, é um líquido que
apresenta odor agradável, e muito utilizado como
solvente de tintas, vernizes e esmaltes. Trata-se da
cetona mais simples.
O nome oficial e a fórmula molecular da substância
descrita pelo texto acima são, respectivamente:
a) butanal e C 4 H 8 O.
b) butanona e C 4 H 7 OH.
c) etanona e C 2 H 4 O.
d) propanal e C 3 H 6 O.
e) propanona e C 3 H 6 O.
22. (Puccamp-SP) Além de ser utilizada na preparação do
formol, a substância de fórmula:
Quais são as funções presentes no estradiol?
19. (USJT-SP-Adaptado) O manitol, C 6 H 14 O 6 , é um tipo de
açúcar utilizado na fabricação de condensadores eletrolíticos
secos, que são usados em rádios e televisores; por
isso, em tais aparelhos, podem aparecer alguns insetos,
principalmente formigas. Sua fórmula estrutural é:
a) Classifique o manitol em função da quantidade de
hidroxilas presentes nas moléculas.
b) Determine a fórmula molecular do manitol.
20. (Mack-SP) O óleo de rosas tem fórmula estrutural
tem aplicação industrial na fabricação de baquelite.
A função química e o nome oficial dessa substância
são, respectivamente:
a) aldeído e metanal.
b) éter e metoximetano.
c) ácido carboxílico e metanoico.
d) cetona e metanal.
e) álcool e metanol.
23. (UnB-DF-Adaptado) O álcool de uso doméstico, utilizado
em limpeza de modo geral, é uma mistura contendo
etanol e água, comumente comercializado em frascos
de polietileno. Examinando o rótulo de um frasco de
álcool, lê-se a seguinte informação:
Álcool refinado, de baixo teor de acidez e de aldeídos.
Com o auxílio dessas informações, julgue os itens
que se seguem com C para os corretos e E para
os errados:
1) O etanol, CH 3 OH, é um exemplo de álcool primário.
2) No Brasil, o etanol tornou-se de grande importância
ao ser utilizado como combustível de automóveis,
a partir da década de 1970.
78

3) Na combustão do etanol, usado na limpeza, ocorre
a emissão de aldeídos, uma vez que fazem parte
da composição inicial desse material.
4) No Brasil, devido ao monopólio, a Petrobras é a
principal empresa produtora de etanol, obtido a
partir do petróleo.
24. Julgue os itens com C para os corretos e E para os
errados:
1) O metanol é o álcool de estrutura mais simples,
utilizado como solvente industrial, na indústria de
plásticos, e como solvente em reações de tância farmacológica.
impor-
2) O aldeído é uma substância orgânica que se caracteriza
pela presença, em sua estrutura, do pamento C l O (carbonila), ligado a um radical
grualifático
ou aromático.
3) As cetonas são substâncias que possuem o grupo
carbonila
ligado a um carbono primário,
formando o grupo funcional .
Escolha a alternativa que apresenta somente afirmação(ões)
verdadeira(s).
a) I.
b) II e III.
c) II e IV.
d) I, III e IV.
e) I, II, III e IV.
26. (Faap-SP) A sacarose é uma substância química proveniente
da cana-de-açúcar ou da beterraba e serve como
“ado çante”. A sacarose é:
a) ácido graxo.
b) proteína.
c) carboidrato.
d) ácido nucleico.
e) lipídio.
27. Quais substâncias são álcoois?
I)
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
4) A substância CH 3 CH 2 O CH 3 é usada como solvente
e anestésico geral, seus vapores formam mistura
explosiva com oxigênio do ar. Ao ser inalado
atua como anestésico.
II)
5) A substância
J. Yuji
III)
é uma cetona conhecida comercialmente como
acetona e utilizada como solvente para remoção
de esmalte.
25. (Fatec-SP) Com relação ao etanol e ao metanol são
feitas as afirmações:
I – Ambos os álcoois podem ser utilizados como combustível
para automóveis.
II – Além da utilização em bebidas, o metanol pode
ser utilizado como solvente em perfumes, loções,
desodorantes e medicamentos.
III – Atualmente, o metanol é produzido do petróleo
e do carvão mineral por meio de transformações
químicas feitas na indústria.
IV – O metanol é um combustível relativamente “limpo”.
Sua combustão completa tem alto rendimento,
produzindo CO 2 e H 2 O.
V – Ambos os álcoois podem ser produzidos a partir
da cana-de-açúcar.
IV)
28. (FMTM-MG) “O bom uísque se conhece no dia seguinte.”
“Essa tequila você pode beber sem medo do
dia seguinte.” Essas frases, comuns em propagandas
de bebidas alcoólicas, referem-se à dor de cabeça
que algumas bebidas causam. A principal responsável
por ela é uma substância chamada etanal.
Indique a alternativa que apresenta a função química
e a fórmula estrutural dessa substância:
a) álcool, .
b) aldeído, .
c) aldeído, .
d) álcool, .
e) aldeído, .
79

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Glicerol ou
glicerina
A estrutura I representa a
fórmula geral dos triglicerídeos,
na qual o R
representa o restante de
uma cadeia de ácido graxo.
A estrutura II representa
um triglicerídeo comum
em óleos vegetais. Os ácidos
graxos que originaram
esse triglicerídeo são,
de cima para baixo: ácido
oleico, ácido esteárico e
ácido linoleico.
Triglicerídeo
7 LIPÍDIOS
A
Pense
Por que é necessário o uso de detergente para lavar um prato sujo de gordura?
palavra lipídio vem do grego, lipos (“gordura”). Diferentemente dos carboidratos,
que são caracterizados por sua estrutura química, os lipídios são identificados por
suas propriedades.
Eles não são caracterizados por um grupo funcional, por exemplo, como álcoois e éteres. Por
isso, não constituem uma função química, mas sim uma classe de substâncias de origem biológica.
A principal propriedade característica dessa classe é a solubilidade: lipídios são solúveis
em solventes apolares, como éteres e benzeno, e insolúveis em água. Isso acontece
porque possuem estruturas com poucos ou nenhum grupo hidrofílico presente em um,
relativamente extenso, esqueleto carbônico, conferindo a essas substâncias baixas polaridades
e baixa solubilidade em água hidrofóbica. Por isso, para lavar vasilhas e talheres
engordurados, é necessário o uso de sabões e detergentes.
Embora tenham propriedades semelhantes, os lipídios abrangem um conjunto heterogêneo
de substâncias que podem ser divididas em cinco grupos: triglicerídeos e ceras;
fosfolipídios e glicolipídios; esteroides; prostaglandinas; e terpenos.
Os triglicerídeos são ésteres – substâncias resultantes da reação entre álcoois e ácidos
carboxílicos. Nos triglicerídeos, os ácidos carboxílicos que reagem são denominados ácidos
graxos, pois têm uma cadeia linear longa, geralmente com número par (dez a vinte)
de átomos de carbono.
Os triglicerídeos são originados pela substituição dos hidrogênios dos grupos hidroxilas
do glicerol, um triol, por uma parte de três moléculas de ácido graxo, iguais ou diferentes,
como mostra o esquema a seguir.
Quase todos os óleos vegetais e gorduras animais são triglicerídeos, também chamados
de trigliceróis ou triacilgliceróis. O termo “óleo” é usado para se referir a triglicerídeos que
são líquidos à temperatura ambiente e o termo “gordura”, a triglicerídeos que são sólidos.
Os triglicerídeos obtidos a partir de vegetais (milho, soja e outros), denominados óleos
vegetais, são formados por ácidos graxos insaturados, isto é, que têm uma ou mais ligações
duplas C C. Já os triglicerídeos sólidos (gordura, manteiga e outros) são geralmente
formados por ácidos graxos saturados. Na fabricação da margarina, o óleo vegetal
é hidrogenado pela adição de hidrogênio às suas ligações duplas C C, tornando suas
cadeias parcial ou completamente saturadas.
80

A saturação total das cadeias de um óleo vegetal gera um sólido muito empregado
na culinária, conhecido como gordura vegetal; já a saturação parcial, transforma o óleo
vegetal líquido em um sólido pastoso, que agrada os consumidores que apreciam uma
margarina mais cremosa.
A gordura do nosso corpo estoca energia, permitindo que nos movimentemos e que
outras atividades vitais de nosso organismo sejam mantidas nos momentos em que não
estivermos comendo. O tecido adiposo forma uma camada ao redor dos principais órgãos,
protegendo-os contra choques mecânicos. Além disso, esse tecido isola termicamente
nosso corpo contra perdas rápidas de calor.
Algumas substâncias, naturais ou adicionadas, presentes em alimentos e responsáveis
por lhes conferir características como sabor, aroma e poder nutritivo são apolares e,
por isso, mais solúveis em gorduras. As vitaminas A, D, E e K são exemplos típicos sas substâncias.
Infelizmente, as mesmas gorduras que exercem um papel importante para a nossa
vida e saúde podem se tornar perigosas se ingeridas em excesso. Gorduras presentes em
nossas dietas podem contribuir para o surgimento de problemas de saúde, como câncer,
desdoenças
cardíacas e obesidade.
Por isso, entre outros fatores, uma dieta equilibrada com controle de gorduras é
fundamental para uma vida saudável. Profissionais da área de saúde consideram que
a quantidade de calorias ingeridas diariamente, provenientes de gorduras, não deve
passar de 30% da quantidade total. Por outro lado, é altamente recomendável o sumo de óleos vegetais in natura, como o azeite de oliva, ou alimentos como peixes
cone
castanhas, ricos em triglicerídeos formados por ácidos graxos que possuem uma ou
mais insaturações no 3 o , 6 o ou 9 o carbono a partir da extremidade da cadeia oposta à
do grupo carboxila (ômega 3, ômega 6, ômega 9, respectivamente). O ácido linoleico,
um ácido graxo poli-insaturado da família ômega 6 com 18 carbonos e 2 insaturações,
é considerado um ácido graxo essencial, pois não é produzido no nosso organismo,
e temos que obtê-lo por meio da dieta. O ácido linoleico pode ser encontrado
em óleos extraídos do milho, amendoim, girassol e soja. Estudos vêm demonstrando
a relação entre dietas ricas em ácidos graxos poli-insaturados e a prevenção de doenças
cardiovasculares.
A maioria das ceras, como as produzidas por abelhas ou as que protegem folhas e
frutos contra a perda de umidade, também são ésteres. Nas ceras, as porções tanto do
álcool como do ácido carboxílico apresentam uma longa cadeia carbônica. Geralmente,
a porção da estrutura proveniente do ácido graxo é totalmente saturada, enquanto a cadeia
proveniente do álcool pode ser saturada ou insaturada.
Uma segunda classe de lipídios é a formada por fosfolipídios e glicolipídios,
cujas estruturas apresentam semelhanças com as dos triglicerídeos. Assim como nos
detergentes, nessas moléculas é possível reconhecer duas regiões distintas: uma muito
hidrofóbica, devido às longas cadeias apolares procedentes dos ácidos graxos, e outra
muito hidrofílica. Moléculas com essa característica estrutural são denominadas anfipáticas
ou anfifílicas. No caso dos fosfolipídios, a região hidrofílica deve-se a um grupo fosfato
com diferentes substituintes e, nos glicolipídios, deve-se à contribuição de um carboidrato.
As membranas celulares são formadas por uma camada dupla desses lipídios anfifílicos
– um arranjo ordenado em que as regiões hidrofílicas de todas moléculas ficam voltadas
para a superfície interna e externa da membrana, em contato com o meio aquoso, e as
caudas apolares apontam para o interior da camada dupla.
Os esteroides são lipídios que apresentam em comum o esqueleto esteroidal, isto é,
um sistema rígido de cadeias cíclicas, como o apresentado na estrutura do colesterol a seguir,
constituída por três anéis de ciclo-hexanos (A, B e C) e um anel de ciclopentano (D).
Hely Demutti
Carnes gordurosas
são mais saborosas, não
é mesmo? Isso ocorre porque
algumas substâncias
responsáveis por sabores
característicos somente
são solúveis em gorduras.
Para uma dieta equilibrada
com controle de
gorduras, é recomendável
o consumo de azeite, peixe
e castanhas.
Luca Santilli/Grupo Keystone
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
81

Observe que eles não possuem cadeias de ácidos graxos em suas estruturas, como os
lipídios anteriores.
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
SPL/Latinstock
Hely Demutti
O colesterol (C 27 H 46 O) é
um esteroide com um grupo
hidroxila.
O acúmulo de gordura
nas veias pode causar
diversas doenças e levar
à morte.
Alimentos que contenham
gordura vegetal hidrogenada
representam risco
para pessoas que têm
problemas de colesterol
no sangue. Quanto mais
hidrogenados, mais os
óleos vegetais se parecem
com gorduras animais e
são um ponto de partida
para a produção de colesterol
pelo fígado.
O colesterol, constituinte fundamental das membranas celulares responsável por manter
a rigidez adequada das cadeias apolares dos fosfolipídios, é o mais abundante e portante esteroide do corpo humano. A partir dele
imsão
formadas diversas outras substâncias importantes
para o organismo, como, por exemplo, os hormônios
sexuais e a vitamina D.
Em altos níveis, o colesterol contribui para o aparecimento
da arteriosclerose, que é uma combinação
do aumento da espessura e da rigidez das artérias
pelo acúmulo de moléculas de colesterol. Tais condições
ocasionam o aumento da pressão sanguínea
e doenças do coração. Se uma pessoa apresenta um
nível de colesterol elevado no sangue, ela pode vir
a ter complicações cardiovasculares.
O colesterol é produzido no fígado a partir de matéria-prima proveniente do metabolismo
de carboidratos e triglicerídeos, principalmente os com cadeias monoinsaturadas ou saturadas.
Assim, para controlar o nível de colesterol, é importante que tenhamos uma dieta
equilibrada, com consumo moderado daqueles alimentos que elevam a taxa de colesterol.
Reduzindo a ingestão de gorduras animais, como as presentes em carnes vermelhas, ou alimentos
de origem vegetal ricos em gorduras monoinsaturadas e saturadas, é possível controlar
o índice de colesterol no sangue. Igualmente deve-se evitar o consumo de alimentos
ricos em colesterol, como: miúdos de animais, manteigas e alguns tipos de queijo. Entre os
produtos animais que possuem baixa taxa de colesterol, temos: clara de ovo, iogurte, leite
desnatado. O colesterol existe apenas em tecidos animais; sendo assim, frutas, legumes,
verduras e óleos vegetais são sempre livres dessa substância em sua composição.
O colesterol, por ser insolúvel em meio aquoso, é transportado no plasma sanguíneo
por dois tipos de complexos lipoproteicos: HDL (do inglês: high density lipoprotein) e LDL
(do inglês: low density lipoprotein).
A LDL é popularmente conhecida como “colesterol ruim”, e a HDL, como “colesterol
bom”. A LDL tem papel fundamental no transporte do colesterol: quando há taxa elevada
de colesterol no sangue, ela não consegue ser metabolizada, aumentando a sua concentração
no plasma sanguíneo. Assim, quando há uma elevação na proporção entre LDL e HDL
no sangue, isto é, a quantidade de LDL em relação à quantidade de HDL fica bem maior do
que é o normal, isso é um indicador do aumento de risco de ocorrência de arteriosclerose.
O quarto grupo de lipídios compreende as prostaglandinas, ácidos carboxílicos com vinte
carbonos contendo: um anel de cinco membros, pelo menos uma dupla ligação e vários
grupos funcionais oxigenados. As prostaglandinas foram descritas há cerca de 50 anos no
líquido seminal de carneiros e humanos, daí seu nome ser derivado de próstata, tendo
82

ganhado destaque nos estudos bioquímicos nas últimas décadas. Estão presentes em quase
todos os tecidos animais e produzem efeitos variados no organismo, como a alteração
da pressão arterial, o desenvolvimento do processo inflamatório e a indução do cansaço.
As prostaglandinas também estão associadas à replicação celular, ao processo de mação e desinflamação.
O quinto grupo de lipídios é constituído pelos terpenos ou terpenoides. Desde a
Antiguidade, por meio de aquecimento suave e destilação de vapor de materiais de
origem vegetal, são separadas substâncias denominadas óleos essenciais que encontram
diversas aplicações na medicina e na fabricação de perfumes. Os terpenos são os principais
constituintes desses óleos e são classificados em função do número de átomos de carbono
em suas moléculas: 10 C, monoterpenos; 15 C, sesquiterpenos; 20 C, diterpenos; 25 C,
sesterpenos; 30 C, triterpenos; 40 C, carotenoides; e mais de 500 C, borracha.
infla-
A atmosfera possui considerável concentração de terpenos resultantes de emissões de
vegetais, denominadas emissões biogênicas de substâncias orgânicas voláteis, sendo as
pertencentes às famílias da Coniferea, da Mirtacea e ao gênero Citrus
as mais importantes.
Isopreno
Os terpenos são constituídos
por duas ou mais
unidades de isopreno.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
limoneno -pineno -pineno Z--ocimeno
-terpineno
-mirceno
E--pineno
trans--ocimeno
Essas são as estruturas das
moléculas de terpenos importantes
lançados na atmosfera
por plantas.
Um importante terpeno para os humanos é o betacaroteno. Precursor da vitamina A,
por isso chamado de pró-vitamina A, que atua no crescimento das células, na manutenção
da estrutura epitelial e da mucosa do intestino, além do desenvolvimento
de nossos dentes e ossos, entre outras funções. No entanto, só a vitamina
A é biologicamente ativa. Como a vitamina A não pode estar em excesso, o
organismo mantém reserva de betacaroteno para suprir suas necessidades.
Como a vitamina A não pode estar em excesso, o organismo mantém reserva de
betacaroteno para suprir suas necessidades.
Consumo insuficiente de alimentos ricos em vitamina A pode causar diferentes problemas
de saúde, entre os quais: visão noturna deficiente, fotofobia, diminuição do olfato e
do paladar, problemas de pele e estresse, entre outros.
Estas frutas são importantes
fontes de vitamina
A.
Hely Demutti
83

8 ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Pense
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
De onde vem o ácido fórmico?
De onde vem o ácido acético?
C omo vimos anteriormente no estudo dos lipídios, os triglicerídeos são formados a
partir de reações entre uma molécula de glicerina e três moléculas de ácidos graxos.
Estes, por sua vez, fazem parte de um grupo mais abrangente de substâncias denominadas
ácidos carboxílicos.
Os ácidos carboxílicos, como os aldeídos e cetonas, são caracterizados pelo grupo carbonila
(C
O), porém ao carbono da carbonila está sempre ligado um grupo hidroxila
( K OH). A ligação da carbonila ao grupo hidroxila forma outro grupo, chamado de car-
boxila ( K COOH), a combinação das palavras carbonila e hidroxila. Assim, a fórmula geral
dos ácidos carboxílicos é RCOOH ou ArCOOH.
Petr Malohlava/Dreamstime.com
No vinagre está presente
o ácido acetílico / ácido
estanoico, que é utilizado
na síntese de diversas outras
substâncias.
O ácido fórmico ou metanoico
é o causador da
irritação e ardência em
nossa pele quando somos
picados por formigas.
Ivaschenko Roman/Shutterstock
Os ácidos carboxílicos são substâncias orgânicas cujas moléculas possuem o
grupo carboxila (K COOH).
À carboxila podem estar ligados diferentes grupos ou simplesmente o átomo de hidrogênio.
Nesse caso, tem-se o ácido carboxílico mais simples: o ácido metanoico.
Em CNTP, o ácido metanoico (HCOOH), ou ácido fórmico, é líquido (t f = –9 °C e
t e = 107 °C), incolor, de cheiro forte e penetrante. A inalação de seus vapores pode causar
irritação nas vias respiratórias. O contato pode provocar queimaduras da pele e dos olhos.
Esse ácido é responsável pela queimadura da picada de formigas na pele, pois ele está
presente na saliva desses insetos. Por isso, o ácido metanoico é conhecido como ácido
fórmico. Ele é altamente tóxico.
Suas principais aplicações estão na indústria têxtil e na manufatura de couro, mas também
é muito utilizado como intermediário na indústria química e farmacêutica para produção
de diversos produtos. É também muito utilizado na limpeza de peças de aços inoxidáveis
e de alumínio. Muito utilizado para limpeza em temperaturas elevadas por não causar
corrosão como o ácido clorídrico.
O ácido carboxílico mais comum em nosso cotidiano é o ácido etanoico. Nunca ouviu falar?
Ou você é daquelas pessoas que não saboreiam um bom vinagre? Isso mesmo. O ácido
etanoico é o ácido acético presente em vinagres na proporção de cerca de 5% da massa.
O ácido etanoico (H 3 CCOOH), ou ácido acético, nas CNTP é líquido (t f = 16 °C e t e = 118 °C),
incolor, de cheiro forte e penetrante com odor característico. É um ácido considerado fraco
e sua solução a 1 mol/L tem pH igual a 2,4. A inalação de seus vapores pode causar dores
na garganta e dificuldades respiratórias. Na pele, pode provocar irritação e queimadura.
Entre as diferentes aplicações do ácido etanoico, podemos citar sua ação como agente
neutralizante e acidificante e sua importância na síntese de ésteres, derivados clorados,
sais orgânicos e na produção de borracha. Também é utilizado na fabricação de acetato
de polivinila, o plástico PVA, e de perfumes e corantes. O ácido 2-hidróxi-propanoico ou
ácido lático é produzido, por exemplo, na fermentação do leite.
Ácidos carboxílicos de 4 até 6 carbonos costumam apresentar odores desagradáveis
que lembram, por exemplo, cheiro de manteiga rançosa. Nós, seres humanos, exalamos
84

odores de ácidos carboxílicos, que são produzidos por nosso metabolismo, sendo que
a mistura desses ácidos varia de pessoa para pessoa. Os cães têm sensibilidade olfativa
que lhes permite detectar esses odores, sentindo o cheiro característico de cada pessoa.
CAPÍTULO
1
O ibuprofeno é princípio ativo em medicamentos
para o alívio de dores de dentes, de cabeça, e de
dores musculares e menstruais.
Em moléculas de ácidos carboxílicos, a presença de uma carbonila, grupo funcional bem
polarizado, ligada a uma hidroxila propicia a formação de ligações de hidrogênio intermoleculares
mais fortes do que nos álcoois. Observe na figura abaixo que cada molécula faz
duas ligações de hidrogênio com outra molécula, formando um dímero – espécie química
que é constituída de duas unidades idênticas. As fortes interações intermoleculares são
responsáveis pelas altas temperaturas de fusão e de ebulição dos ácidos carboxílicos em
comparação com álcoois de massa molar e geometria molecular similares.
2
3
4
5
6
7
8
Possíveis ligações de hidrogênio formadas entre
carboxilas de duas moléculas.
Aplicação dos ácidos carboxílicos
Os ácidos carboxílicos estão presentes em nosso dia a dia. Vejamos alguns:
Ácido carboxílico Origem Aplicações
Ácido fórmico Formigas Como mordente (fixador) em tingimento de tecidos.
Ácido acético Oxidação do etanol Vinagre, preparação de perfumes e corantes.
Ácido cítrico Frutas cítricas
Aromatizante cítrico e antioxidante. Presente em sorvetes,
sucos de frutas, balas.
Ácido lático
Fermentação de
leite
Controla a acidez em queijos industrializados. Confere sabor picante a sobremesas
congeladas, bebidas carbonatadas e aromatizadas com aromas de frutas.
9 ÉSTERES
Muitos sabores e odores de alimentos se devem a misturas complexas de substâncias
orgânicas, nas quais predominam os ésteres.
Ésteres podem ser obtidos pela reação de ácidos carboxílicos (RCOOH ou ArCOOH)
com álcoois (R’OH) ou fenóis (Ar’OH). Nos ésteres, o grupo alcóxido (RO K ) ou fenóxido
(ArO K ) ligado à carbonila é proveniente do álcool ou fenol, respectivamente. Assim, sua
fórmula geral pode ser representada por: RCOOR’, RCOOAr’, ArCOOR’ ou ArCOOAr’.
Os ésteres são substâncias orgânicas derivadas dos ácidos carboxílicos (RCOOH
ou ArCOOH), com fórmula geral RCOOR’, RCOOAr ou ArCOOAr).
Ésteres são os produtos
da reação entre ácidos
carboxílicos e álcoois.
85

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Gemenacom/Shutterstock
Uma das aplicações dos
ésteres está na produção
de tintas, vernizes e
removedores.
Luis Santos/Shutterstock
Um dos ésteres mais utilizados industrialmente é o etanoato de etila (H 3 CCOOCH 2 CH 3 ),
acetato de etila, éster etílico ou éter acético. Nas CNTP é líquido transparente (t f = –84 °C
e t e = 77 °C), inflamável, de cheiro agradável, miscível em solventes orgânicos, mas pouco
solúvel em água.
Devido a sua miscibilidade com solventes orgânicos e outras propriedades físicas e químicas,
tem ampla aplicação na produção de tintas, vernizes, adesivos, removedores, filmes
fotográficos, explosivos, entre outros. É muito utilizado na indústria farmacêutica como
insumo para produção de medicamentos, embora não seja recomendável sua utilização
direta em medicamentos e alimentos.
A reação de preparação de ésteres a partir de ácidos carboxílicos e álcoois (ou fenóis)
ocorre na presença de quantidades catalíticas de um ácido mineral forte, como ácido sulfúrico
ou ácido fosfórico. Essa reação é denominada esterificação.
De acordo com a reação abaixo:
Veja, como exemplo, a reação entre o ácido propanoico (I) e o etanol (II), produzindo
o propanoato de etila (III) e água, descrita pela equação:
Os ésteres de baixa massa molar são líquidos à temperatura ambiente, voláteis e apresentam
cheiro agradável. À medida que a cadeia carbônica aumenta, os ésteres vão se
tornando viscosos até chegarem ao estado sólido, como é o caso das ceras. Nesse caso,
devido à sua baixíssima solubilidade em água, passam a fazer parte da classe dos lipídios.
Aplicação dos ésteres
Nas indústrias, ésteres isolados da natureza ou sintetizados em laboratórios são utilizados
como substâncias que conferem ou intensificam tanto o sabor como o odor de um alimento
ou bebida. Substâncias com essa função são denominadas agentes flavorizantes.
A seguir, há exemplos de dois ésteres naturais utilizados para conferir sabores a balas
e doces, entre outros produtos.
Etanoato de 3-pentila (acetato de
isopentila), presente na banana.
Metanoato de 2-butila (metanoato de
sec-butila), presente na framboesa.
Como exemplo de ésteres famosos, temos os triglicerídeos, ésteres formados pela reação
do glicerol com três moléculas de ácidos graxos, e os poliésteres, polímeros com muitas
aplicações, principalmente na indústria têxtil e na confecção de embalagens plásticas do
tipo PET – politereftalato de etila (veja no capítulo sobre polímeros).
86

10 PROTEÍNAS
N
a
a constituição do corpo humano existe uma enorme variedade de proteínas. Elas
contribuem praticamente para a metade da massa do corpo humano, se excluída
a água. São consideradas as mais importantes substâncias biológicas, daí a origem de seu
nome: do grego, proteios, , que significa “que tem primazia”.
Entre as muitas funções das proteínas, podemos destacar: a estrutural (músculos, pele,
tendões, cabelos e unhas); a catalítica (as enzimas, que são proteínas catalisadoras das
reações metabólicas); a de transporte (carregam outras substâncias em suas estruturas,
como a hemoglobina, que transporta o oxigênio no sangue); a hormonal (muitos hormônios
são proteínas, como a insulina); a de proteção (atuam como anticorpos, como a
imunoglobulina); e a função nutritiva (fonte de aminoácidos essenciais, como a caseína,
proteína muito abundante no leite de vaca).
Como somos
a pele contém proteínas
as fibras nervosas são envolvidas
por proteínas
o cabelo é formado
por proteínas
a enzima amilase é uma proteína
da saliva
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
o hormônio insulina é uma
proteína fabricada pelo
pâncreas
a hemoglobina do sangue é
uma proteína
as unhas são formadas
por proteínas
as fibras musculares são formadas
por proteínas
os tendões, que unem os músculos
aos ossos, contêm proteínas
Em nosso organismo são encontrados
cerca de 100 mil
diferentes tipos de proteínas,
presentes em músculos,
pele, tecidos adiposos,
cartilagens, tendões,
cabelos, unhas.
As proteínas são macromoléculas formadas pela combinação de aminoácidos.
Pense
Do ponto de vista da Química, o que são aminoácidos?
Os aminoácidos são ácidos carboxílicos que apresentam um grupo amino ( K NH 2
)
ligado ao carbono alfa (α), nome dado ao primeiro átomo de carbono vizinho à carbonila
do grupo carboxila ( K COOH). Por isso, os aminoácidos que dão origem às proteínas
são também chamados α-aminoácidos. Observe, a seguir, as estruturas de três dos
20 aminoácidos encontrados em proteínas.
87

Exemplos de aminoácidos encontrados em proteínas
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Dos aminoácidos isolados de seres vivos, apenas 20 são componentes naturais de
proteínas. Desses, oito são denominados essenciais por não serem sintetizados em nosso
organismo. Como são fundamentais para o bom funcionamento de nossas funções vitais,
temos que adquiri-los por meio da alimentação. Aqueles que o nosso organismo consegue
sintetizar são denominados não essenciais.
Proteínas como as existentes em ovos, leite, queijo, nozes, soja, trigo integral, germe
de trigo, castanha-do-pará e amendoim são do tipo completas; já as encontradas em feijões,
milho, arroz, frutas e verduras são do tipo incompletas, pois não contêm todos os
aminoácidos essenciais, isto é, aqueles que não são sintetizados no organismo humano
e devem ser ingeridos.
Hely Demutti
Embora fundamentais
para uma boa saúde,
os vegetais não podem ser
a única fonte de alimentação,
devido à necessidade
de uma complementação
proteica que supra as necessidades
de aminoácidos
essenciais.
Hely Demutti
02_f66_3Q_AJS
A comida tipicamente
brasileira é um bom
exemplo de complementação
proteica. O feijão é pobre
em metionina, mas rico
em lisina; o arroz é pobre em
lisina e rico em metionina.
Esses dois aminoácidos essenciais
são importantes para
a síntese proteica.
A necessidade de fornecimento de aminoácidos essenciais ao nosso organismo por
meio da alimentação reforça a necessidade de que esta seja bem equilibrada.
Quando o grupo amino de um aminoácido reage com o grupo carboxila de outro
aminoácido, há eliminação de uma molécula de água e formação de uma ligação entre o
carbono da carbonila e o nitrogênio de um grupo amino, caracterizando o grupo funcional
característico das amidas. A ligação CO K NH entre os dois resíduos de aminoácidos
é chamada ligação peptídica. Veja a equação a seguir.
Formação de ligação peptídica
Essa equação indica a reação entre dois aminoácidos. Entretanto, um número maior de
moléculas de diferentes aminoácidos pode reagir dando origem a uma grande molécula com
cadeia linear. Quando a molécula é formada pela reação entre dois aminoácidos, tem-se um
88

dipeptídio; quando são três aminoácidos, um tripeptídio;
de quatro a dez, tem-se um oligopeptídio; e
acima de dez denominamos, genericamente, de polipeptídios.
Assim, proteínas são moléculas com uma
ou mais cadeias polipeptídicas enoveladas contendo
de 40 a mais de 4000 resíduos de aminoácidos.
Com 20 aminoácidos diferentes disponíveis, é fácil
perceber que existe um número enorme de possibilidades
de sequências de resíduos em uma cadeia
polipeptídica, cada uma correspondente a uma proteína
diferente, com propriedades físico-químicas e
atividade biológica diferentes.
Durante a digestão humana, as proteínas presentes
nos alimentos são quebradas sob a ação de diversas
enzimas, entre as quais a pepsina (presente no
suco gástrico), a tripsina (presente no suco pancreático) e a erepsina (mistura de enzimas
presentes no suco entérico). Dessas quebras originam-se os aminoácidos, que são utilizados
pelo nosso corpo para a construção de novas proteínas, necessárias à manutenção da vida.
Como vimos acima, as proteínas são formadas pela reação entre aminoácidos, os quais
são substâncias orgânicas constituídas por um grupo amino (K NH 2 ) e um grupo carboxila
(KCOOH)) ligados a um mesmo carbono. Já estudamos o grupo carboxila característico
dos ácidos carboxílicos; vamos, agora, estudar as funções orgânicas nitrogenadas, entre
as quais se incluem as aminas.
As necessidades diárias
de proteína variam
de acordo com a idade, o
sexo e a quantidade de atividade
física que uma pessoa
realiza.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
11 AMINAS E AMIDAS
Aminas e amidas são as duas funções orgânicas nitrogenadas mais importantes. As
aminas são derivadas da amônia (NH 3 ). Dessa forma, elas são formadas a partir de
moléculas de amônia que tiveram seus átomos de hidrogênio total ou parcialmente substituídos
por grupos alquilas ou arilas. Assim, suas fórmulas gerais podem ser representadas
como mostra o quadro da página seguinte.
As aminas são substâncias comumente encontradas em muitos organismos vivos,
com funções diversas e odores característicos. A metilamina (CH 3 NH 2 ), por exemplo,
é responsável pelo cheiro desagradável característico de peixe estragado, enquanto
a putrescina (H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ), uma diamina produzida na decomposição de
proteínas, é uma das substâncias responsáveis pelo odor repugnante exalado por carnes
apodrecidas.
Uma amina muito conhecida
é a benzenamina (a
anilina), que é utilizada na
fabricação de corantes e na
síntese de medicamentos.
Dopamina e serotonina, respectivamente, são aminas responsáveis por informações químicas do sistema
nervoso, ou seja, são substâncias neurotransmissoras, tendo grande importância no temperamento das pessoas.
89

Aminas são substâncias orgânicas derivadas da amônia (NH
3 ), pela substituição
de um, dois ou três átomos de hidrogênio por grupos alquila ou arila.
ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Fórmula geral
CLASSIFICAÇÃO DAS AMINAS E SUAS FÓRMULAS
Tipo de amina
primárias
N o de hidrogênios da
amônia substituídos
um
Arranjo
geométrico
J. Yuji
secundárias
dois
terciárias
três
Há um grupo de substâncias denominadas alcaloides, termo que significa “semelhante
aos álcalis”, que é encontrado principalmente em vegetais (folhas, raízes ou cascas),
ou organismos que se alimentam de vegetais. O grupo amino característico das aminas
pode ser reconhecido na estrutura de diversos alcaloides. Muitos alcaloides apresentam
propriedades biológicas ou farmacológicas interessantes: alguns provocam efeitos psicológicos
diversos, podendo curar doenças, gerar dependência química ou até provocar a
morte por envenenamento. Veja os exemplos a seguir.
A nicotina é um estimulante
presente no cigarro
que provoca a dependência
dos fumantes.
A cafeína, principal agente
estimulante do café e do chá,
também é encontrada no
chocolate. A cafeína é considerada
um alcaloide e apresenta
o grupo amino CH 3 característico
das aminas.
Fórmula geral
das amidas
As amidas são substâncias que apresentam um átomo de nitrogênio ligado a um
grupo carbonila, como, por exemplo, uma substância com a fórmula geral: R K CONH 2 .
Elas são derivadas de ácidos carboxílicos e podem ser formadas a partir da reação entre
um ácido carboxílico e a amônia, ou então uma amina primária ou secundária, após a
eliminação de uma molécula de água, como representado na equação abaixo. Os grupos
ligados à carboxila do ácido e ao nitrogênio podem ser grupos alquilas (R) ou arilas (Ar).
Assim, as amidas podem ser representadas pela fórmula geral, ao lado.
Na fórmula, Z pode ser Ar ou R; Z’ pode ser H, R ou Ar e Z’’ pode ser H, R ou Ar.
90

CAPÍTULO
1
A equação a seguir representa uma reação genérica entre a amônia e um ácido boxílico, produzindo uma
car-
amida:
As amidas são substâncias orgânicas cujas moléculas apresentam o nitrogênio
ligado diretamente a uma carbonila.
Pense
Por que a amida não pode ser derivada da combinação de um ácido carboxílico com uma amina terciária?
As fórmulas gerais das amidas estão apresentadas no quadro a seguir.
Fórmula geral Exemplo Fórmula
2
3
4
5
6
7
8
acetamida CH 3 CONH 2
N-metilacetamida CH 3 CONHCH 3
N,N-dimetilacetamida CH 3 CON(CH 3 ) 2
Aplicação das aminas e amidas
A ureia, substância presente na urina, é uma amida. Na indústria farmacêutica, ela é
usada na fabricação de cremes hidratantes ou umectantes e na produção de medicamentos,
como sedativos, hipnóticos e anestésicos. Entretanto, sua maior utilização industrial
é na produção de adubos nitrogenados.
As amidas são matérias-primas utilizadas em laboratórios químicos e farmacêuticos
para a produção de medicamentos e outros materiais. Um bom exemplo é o náilon, um
polímero de amida.
Elaine Bueno
A amida mais comum é a ureia. Tem aplicações
como adubo, como ração de gado, na obtenção
de polímeros (colas e vernizes) e na fabricação de
medicamentos.
Uma amida utilizada comumente é a N-(4-fenol)
etanamida (acetoaminofenol) que é o princípio
ativo de analgésicos, como o paracetamol.
Amidas são encontradas
em cremes hidratantes e
em sedativos.
Coprid/Shutterstock
91

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Exercícios
1. Analise a estrutura da
adrenalina e identifique
as funções orgânicas
presentes.
2. Por que os lipídios são fracamente solúveis em água?
3. O que são ácidos graxos e como estão classificados?
4. Por que à temperatura ambiente os óleos são líquidos
e as gorduras, sólidas?
5. De acordo com o texto, explique qual o tipo de lipídio
(óleo vegetal ou gordura animal) que você deve usar
ao preparar um alimento.
6. Qual a diferença entre HDL e LDL e quais são os problemas
de saúde quando esses valores estão alterados?
7. (ITA-SP) As gorduras e os óleos de origem animal e vegetal
mais comuns (banha, sebo, óleo de caroço de algodão, óleo
de amendoim etc.) são constituídos, essencialmente, de:
a) ácidos carboxílicos alifáticos.
b) hidrocarbonetos não saturados.
c) misturas de parafina e glicerina.
d) ésteres de ácidos carboxílicos de número de carbonos
variável e glicerina.
e) éteres derivados de álcoois com um número de carbono
variável.
8. (Fuvest-SP) Os ácidos graxos podem ser saturados ou
insaturados. São representados por uma fórmula geral
RCOOH, em que R representa uma cadeia longa
de hidrocarboneto (saturado ou insaturado). Dados os
ácidos graxos abaixo, com as suas respectivas temperatura
de fusão.
Ácido graxo Fórmula t f /°C
Linoleico C 17 H 29 COOH –11
Erúcico C 21 H 41 COOH 34
Palmítico C 15 H 31 COOH 63
Temos, à temperatura ambiente de 20 ºC, como ácido
insaturado no estado sólido apenas o:
a) linoleico. d) linoleico e o erúcico.
b) erúcico. e) erúcico e o palmítico.
c) palmítico.
9. Qual é a principal característica dos ácidos carboxílicos?
10. Por que os ácidos carboxílicos apresentam temperatura
de fusão e ebulição mais alta que os álcoois e cetonas
correspondentes?
11. Como são obtidos os ésteres?
12. Qual é a principal aplicação dos ésteres na indústria
alimentícia?
13. A partir do etanol e do ácido butanoico, escreva a reação
de esterificação.
14. Como podemos justificar a existência de inúmeras proteínas,
se apenas 20 α-aminoácidos formam essas moléculas?
15. Quais são as funções químicas presentes
na valina?
16. O que são aminoácidos essenciais?
Quais as consequências da falta dessas substâncias
no organismo?
17. Classifique as aminas abaixo em primárias, secundárias
e terciárias:
a) d)
b) e)
c)
18. Indique as funções orgânicas presentes nas substâncias
abaixo:
a)
b)
c)
d)
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
19. A ureia é uma substância orgânica de grande aplicabilidade
em nossa sociedade. A que função pertence
essa substância e qual o seu grupo funcional?
92

20. (Unitau-SP-Adaptado) Os aminoácidos possuem a capacidade
de condensar. Como é denominada a ligação
entre aminoácidos? Como ocorre esse processo?
21. (UFF-RJ) A tirosina, cuja molécula está a seguir sentada, é um exemplo
reprede:
a) peptídeo. d) ácido nucleico.
b) aminoácido. e) carboidrato.
c) proteína.
22. (Mack-SP-Adaptado) Na equação abaixo, as substâncias
A e B podem ser, respectivamente:
a)
a) álcool, aldeído e ácido carboxílico.
b) aldeído, cetona e éster.
c) ácido carboxílico, cetona e aldeído.
d) álcool, aldeído e éter.
e) aldeído, cetona e álcool.
25. (UnB-DF-Adaptado) As substâncias orgânicas estão presentes
na maioria dos materiais de uso diário. Analise
as fórmulas de algumas dessas substâncias, apresentadas
no quadro a seguir.
Substância Fórmula Aplicação
fenol
antisséptico
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
b)
formaldeído
ácido acético
anilina
fabricação de polímeros
tempero de alimentos (vinagre)
corante
c)
d)
e)
23. (UCDB-MS) A xilocaína é uma substância sintética muito
utilizada como anestésico local em tratamentos dentários
e pequenas cirurgias. Observando sua estrutura a seguir:
Pode-se afirmar que:
a) apresenta uma função amida e uma função amina
secundária.
b) apresenta uma função cetona, uma função amina
secundária e uma função amina terciária.
c) apresenta uma função cetona e duas funções aminas
secundárias.
d) é um aminoácido.
e) apresenta uma função amida e uma função amina
terciária.
24. (Mack-SP) As substâncias A, B e C pertencem, respectivamente,
às funções orgânicas:
Julgue os itens a seguir com C para os corretos e E
para os errados.
1) O fenol é um álcool pouco solúvel em água.
2) O formaldeído é um aldeído cujo nome oficial é
metanal.
3) O vinagre é um ácido carboxílico devido à presença
do grupo funcional .
4) A anilina é uma amida.
5) Tanto o fenol quanto o formaldeído apresentam o
grupo funcional carbonila ( ).
26. (UFU-MG-adaptado) O flavorizante de banana pode ser
preparado pela reação de um ácido carboxílico com um
álcool. Essa reação pode ser descrita pela equação química
representada a seguir.
Sobre essa reação, assinale C para as corretas e E para
as erradas.
1) Os ésteres apresentam o grupo funcional carbonila.
2) As ceras e gorduras são ésteres de massa molecular alta.
3) O ácido carboxílico da reação acima é o ácido metanoico.
4) A reação descrita produz um éster de fórmula molecular
C 7 H 14 O 2 .
5) Muitos sabores e odores de alimentos se devem
à mistura complexa de substâncias orgânicas, nas
quais predominam os éteres.
93

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Pense
12 QUÍMICA DA CONSERVAÇÃO DE
ALIMENTOS
Que fatores provocam a degradação de alimentos? Como é possível minimizar esses fatores?
O
desenvolvimento de processos de conservação de alimentos esteve por muito tempo
associado a atividades militares, viagens marítimas, expedições de exploração
e outras. Com o processo de urbanização, surgiu a necessidade de se produzir e estocar
grandes quantidades de alimentos, disponibilizando-os em diferentes lugares e distâncias.
A indústria de alimentos surgiu a partir do aperfeiçoamento de técnicas caseiras que
já utilizavam conservantes para retardar a decomposição de alimentos.
A maioria das reações que provocam deterioração nos alimentos é resultado da
ação de microrganismos ou de substâncias existentes no ambiente, como o oxigênio.
Daí a necessidade de se conhecer os processos para propor formas de evitar
essa deterioração.
Conhecidos os mecanismos de deterioração, a indústria alimentícia desenvolveu
processos para minimizar e retardar a degeneração de alimentos, aumentando a sua
vida útil.
Alguns dos principais métodos de conservação de alimentos
Fotos: Hely Demutti
A
Embalagens protegem os alimentos de diversas
formas, inclusive do contato com o ar.
A imersão em óleos ou gorduras é uma
prática antiga e também auxilia na conservação.
C
B
Impedir o contato com o ar
O oxigênio é essencial para o metabolismo da maioria dos microrganismos e
participa de diversas reações de decomposição de alimentos. Uma forma de aumentar
a vida útil de diversos alimentos é evitar seu contato com o oxigênio. Isso
pode ser feito por imersão em óleos e gorduras ou por meio de embalagens.
Refrigeração e congelamento
A diminuição da temperatura torna as reações
químicas mais lentas. Isso se aplica
aos microrganismos, que têm seu
metabolismo reduzido e sua reprodução
inibida quando submetidos
a baixas temperaturas. Por
isso, diversos alimentos são
conservados por mais tempo
quando armazenados
em refrigeradores, a baixas
temperaturas.
O congelamento
aumenta muitas
vezes a durabilidade
de um alimento.
A defumação é um processo antigo de conservação
de alimentos que foi descoberto logo
após o início da utilização do fogo para
preparar alimentos.
Defumação
A fumaça proveniente da queima da madeira
é constituída por uma infi nidade de substâncias.
Muitas dessas substâncias têm efeito
antimicrobiológico. O processo de defumação
é, portanto, a exposição de determinados
alimentos à fumaça.
A defumação propicia, além do efeito antimicrobiano,
o conservante, que se dá pela ação
do calor e da desidratação, e o fl avorizante.
São conservados por esse método linguiças,
toucinhos, presuntos etc.
94

D
E
Alguns dos principais métodos de conservação de alimentos
Salga
Dos processos de conservação de alimentos, a salga está entre os mais antigos e populares.
A adição de sal ajuda na conservação dos alimentos porque desidrata e evita o desenvolvimento de microrganismos.
A salga desidrata alimentos pelo processo de osmose, procedimento físico-químico que consiste na passagem
de um solvente por uma membrana semipermeável que separa dois meios com diferentes concentrações
de soluto. Na osmose, o solvente migra da solução mais diluída para a mais concentrada.
Popularmente, esse processo é feito com a adição de sal ou açú-
Conforme o tipo de alimento pode-se utilizar sal car. Essas adições fazem com que a água, contida nas células de
ou açúcar
para conservá-lo. Peixes e carnes são tecidos animais ou vegetais, saia das células por osmose e passe
salgados, enquanto frutas são açucaradas.
para a superfície do alimento; em seguida, evapora-se.
A desidratação de alimentos pode
ser feita por secagem ao sol ou por
meio de calor.
Retirada de água
dos alimentos
A secagem é um dos métodos
mais antigos de conservação
de alimentos, sendo
muito aplicada a cereais,
frutas, carnes e peixes. Como
muitas reações químicas
ocorrem em meio aquoso,
que é favorável ao volvimento microbiano, de-
desensidratar
os alimentos evita
que eles se estraguem, pois
interrompe a proliferação de
microrganismos.
F
Pasteurização
A pasteurização, desenvolvida pelo médico francês
Louis Pasteur [1822-1895], é um método em que o
alimento é aquecido e mantido a uma certa temperatura
durante um certo tempo e, a seguir, resfriado rapidamente.
Nessas condições, diversos microrganismos
não resistem e são eliminados.
A pasteurização é muito utilizada no
leite, para aumentar sua durabilidade.
No caso do leite, os bacilos responsáveis
pela tuberculose são eliminados, mas gumas outras bactérias
alpermanecem.
G
Outros métodos
A esterilização industrial a altas temperaturas e a esterilização pela irradiação com materiais radioativos são técnicas cada vez mais
utilizadas. Uma outra forma, hoje amplamente utilizada, é a incorporação de substâncias, de origem natural ou artifi cial, denominadas
conservantes.
Uma batata irradiada pode ser estocada até um ano sem apodrecer ou brotar. O peixe, se for irradiado,
também poderá se conservar à temperatura ambiente por mais de nove meses.
Fotos: Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Pense
O que são aditivos alimentícios? A utilização de aditivos é ou não saudável para as pessoas?
Química na escola
É possível retardar o escurecimento de frutas partidas?
Essa prática poderá ser feita pelos alunos em sala de aula ou mesmo em casa.
Materiais
Consulte as normas de segurança no
laboratório, na última página deste livro.
• 1 maçã • 1 comprimido de vitamina C • açúcar • suco de 1 limão
95

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Procedimentos
1. Corte uma maçã em quatro partes iguais.
2. Antes de retirar o comprimido de vitamina C do envelope,
bata nele com um objeto duro para triturá-lo. (Se possível,
triture-o utilizando um socador de alho.)
3. Em uma das parte da maçã, passe, com seu próprio dedo,
um pouco do pó do comprimido de vitamina C em toda
Destino dos resíduos
1. A parte sólida poderá ser descartada em um coletor de
lixo orgânico.
Análise de dados
1. Que diferenças você observou entre as partes da maçã
com o passar do tempo?
2. O escurecimento da maçã é um processo químico ou
físico?
3. Por que a maçã escurece depois de partida?
a polpa da fruta que estiver aparente.
4. Na segunda parte da maçã, passe suco de limão.
5. Na terceira, passe o açúcar.
6. Na última parte, não passe nada; reserve-a, apenas.
7. Depois de alguns minutos, compare as quatro partes da
maçã e anote suas observações.
2. A parte líquida diluída deve ser drenada para o
sistema de esgoto na pia.
4. Como você justifica o resultado desse experimento?
5. Que materiais não permitiram o escurecimento da maçã?
Eles podem ser considerados aditivos químicos? Por quê?
Hidroquinona e quinona
Aditivos químicos
Hely Demutti
Peixes e carnes recebem
alguns aditivos para
favorecer a aparência e a
conservação.
Diversas frutas, como a banana e a maçã, tornam-se escurecidas, depois
de descascadas, devido à presença da orto-hidroquinona, substância
que reage com o oxigênio do ar produzindo a ortobenzoquinona, que é
marrom. Essa reação pode ser representada pela equação ao lado.
O açúcar sobre a superfície não altera a rapidez do escurecimento da maçã.
O não escurecimento da maçã no pedaço com pó do comprimido deve-se à presença
do ácido ascórbico (vitamina C), que se oxida preferencialmente à hidroquinona.
A utilização de suco de limão também retarda o escurecimento da fruta por aumentar
a acidez na superfície em que foi colocado e também por conter ácido ascórbico, que
diminui a rapidez da reação.
Para aumentar o tempo de vida útil e realçar determinadas características dos alimentos,
a indústria alimentícia utiliza substâncias específicas para cada caso. Essas substâncias
e materiais são denominados aditivos.
Hely Demutti
Existem muitos conservantes naturais, como o sal, o vinagre, o cravo-da-índia, a canela, a pimenta-do-reino
e o alho, usados desde a Antiguidade.
96

ALGUNS ADITIVOS ALIMENTÍCIOS
Aditivos / códigos Função Exemplos
Acidulantes / H Conferir ou intensificar o sabor ácido e conservar.
Ácido benzoico, ácido bórico, ácido cítrico,
ácido fosfórico.
Antioxidantes / A Evitar a oxidação dos alimentos. EDTA, ácido ascórbico.
Aromatizantes / F Conferir ou realçar o aroma. Álcool isoanílico, óleo de laranja.
Flavorizantes / F Conferir ou realçar o aroma e o sabor.
Acetaldeído, acetato de etila, glutamato
de sódio.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
Conservantes / P
Corantes / C
Impedir a deterioração.
Conferir ou intensificar a cor dos alimentos.
Ácido benzoico, antibióticos, nitritos, nitratos,
dióxido de enxofre, ácido sórbico.
Clorofila, carotenoides, curcumina, óxido
de ferro (III).
6
7
8
Espessantes / EP
Aumentar a viscosidade e o volume, mantendo sua
textura e consistência.
Ágar-ágar, carboximetilcelulose.
Estabilizantes / ET
Dar cremosidade, não deixar que os componentes
se separem.
Fosfolipídeos, polifosfatos, citrato de sódio.
Edulcorantes / D
Adoçar (sem açúcares naturais como sacarose e
fructose).
Sacarina, ciclamatos, aspartame.
Umectantes / U Evitar a perda de umidade. Glicerol, sorbitol, propilenoglicol.
Antiumectantes / AU
Evitar a absorção de água.
Carbonato de cálcio, carbonato de magnésio,
silicato de cálcio
Assim, os aditivos adicionados aos alimentos
têm como função: manter sua consistência; melhorar
ou manter seu valor nutricional; manter o
sabor e a frescura; controlar a acidez e a textura;
melhorar o aspecto visual e o sabor.
Sem o uso de aditivos, não seria possível o
processamento da maior parte dos alimentos que
ingerimos, os quais muitas vezes foram produzidos
a centenas ou milhares de quilômetros de
nossa casa.
Todavia, na medida em que mais alimentos
são processados industrialmente visando mais
ao valor de mercado que ao valor nutricional,
enfrentamos uma série de riscos.
Muitos aditivos são contraindicados para consumidores
com determinadas patologias, ou podem
provocar efeitos alérgicos. Como exemplo,
Hely Demutti
Seja responsável com sua saúde! Confira sempre os rótulos
dos produtos que você consome.
97

ALIMENTOS E FUNÇÕES ORGÂNICAS
Fotos: Hely Demutti
podemos citar alimentos contendo sulfitos (SO
2– 3 ), conservantes originários do
dióxido de enxofre (SO
2 ), de uso muito frequente na indústria, que não devem
ser consumidos por pessoas asmáticas. Seu uso também não é recomendado
em alimentos considerados fontes de vitamina B1, pois causa a sua destruição.
Por isso, o uso de aditivos químicos é controlado por legislação que proíbe a
utilização de substâncias que possam pôr em risco a saúde das pessoas. O
grande problema é que, muitas vezes, o efeito de um aditivo no alimento só
é identificado depois de ter sido amplamente consumido pela população.
Felizmente, com o passar do tempo, a legislação vem sendo aperfeiçoada,
tornando-se mais rigorosa nesse sentido. Porém, nem todos os produtos
são fiscalizados corretamente e nem sempre as embalagens especificam
as contraindicações dos aditivos.
Outra questão a se considerar, em relação aos alimentos industrializados,
é a criação de produtos com aparência, sabor e aroma atrativos,
mas com baixo valor nutritivo. Isso se torna um problema quando
esses alimentos passam a substituir outros com melhor qualidade
nutricional. Essas mudanças de hábitos alimentares da sociedade
precisam ser consideradas por todos os consumidores para evitar
que a tecnologia, em vez de demonstrar a nossa capacidade de
adaptação às condições adversas no planeta, venha servir a outros
interesses, que ameacem a nossa própria vida.
O índigo ou anil é um corante de origem vegetal,
utilizado para dar cor azul a algumas balas, doces e
também aos tecidos jeans.
Exercícios
1. Compare os alimentos a seguir e diga quais se degradam
mais depressa e por quê:
• frutas frescas e frutas cristalizadas;
• leite fresco e leite pasteurizado;
• carne fresca e carne de sol;
• salsichas a granel e salsichas enlatadas.
2. Dos alimentos listados acima, quais podem ser exportados
com mais facilidade?
3. Por que o leite em pó dura mais que o leite natural?
4. Por que cada produto alimentício tem embalagem
específica?
5. Por que não se deve comprar enlatados amassados,
estufados ou com embalagens enferrujadas?
6. Comente a frase: “Os aditivos químicos dos alimentos
são substâncias que podem e devem ser usadas indiscriminadamente,
pois são imprescindíveis à sua
fabricação e à sua conservação”.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
7. Analise as embalagens de alimentos industrializados e
identifique seus aditivos. Os dados podem ser organizados
em um quadro como o apresentado a seguir.
ADITIVOS EM ALIMENTOS
Aditivos Códigos Ação Alimentos
Acidulante z z z z z z z z z z z z
Antioxidante z z z z z z z z z z z z
Flavorizante z z z z z z z z z z z z
Conservante z z z z z z z z z z z z
Corante z z z z z z z z z z z z
Espessante z z z z z z z z z z z z
Estabilizante z z z z z z z z z z z z
Edulcorante z z z z z z z z z z z z
Umectante z z z z z z z z z z z z
8. Relacione alguns alimentos que precisam passar por um
processo de conservação antes de chegar à nossa mesa.
98

CAPÍTULO
Carboidratos
b Os carboidratos ou glicídios são substâncias formadas por átomos de carbono, hidrogênio
e oxigênio, possuindo a fórmula geral (CH 2 O) n . Incluem-se nesse grupo a celulose, o amido e
os açúcares.
Álcoois e fenóis
b Álcoois são substâncias orgânicas cujas moléculas possuem uma ou mais hidroxilas (K OH) ligadas
diretamente a átomos de carbono saturados.
b Fenóis são substâncias orgânicas cujas moléculas contêm o grupo hidroxila (K OH) ligado a um bono
cararomático.
1
2
3
4
5
6
7
8
Aldeídos e cetonas
b Aldeídos são substâncias orgânicas em cujas moléculas a carbonila (C L O) está ligada a um átomo
de hidrogênio.
b Cetonas são substâncias orgânicas em cujas moléculas a carbonila (CLO) está ligada a dois carbonos.
Éteres e lipídios
b Éteres são substâncias orgânicas que possuem em suas moléculas um oxigênio como heteroátomo
na cadeia carbônica.
b Lipídios são uma classe bioquímica de substâncias insolúveis na água. Podem ser divididas em
cinco grupos: triglicerídeos; fosfolipídios e glicolipídios; esteroides; prostaglandinas; e terpenos.
Ácidos carboxílicos e ésteres
b Ácidos carboxílicos são substâncias orgânicas cujas moléculas possuem o grupo carboxila (K COOH).
b Ésteres são derivados de ácidos carboxílicos com a fórmula geral RCOOR’.
Proteínas, aminas e amidas
b Proteínas são macromoléculas formadas a partir da reação entre aminoácidos.
b Aminas são substâncias orgânicas derivadas da amônia (NH 3 ) pela substituição de um, dois ou três
átomos de hidrogênio por grupos alquilas e ou arilas.
b Aminoácidos são substâncias orgânicas constituídas por um grupo amino (K NH 2 ) e um grupo carboxila
(K COOH) ligados a um mesmo carbono.
b Amidas são substâncias orgânicas que apresentam em suas moléculas o nitrogênio ligado diretamente
a um grupo carbonila.
99

Capítulo 3
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A
NOMENCLATURA ORGÂNICA
Como nomeamos as substâncias orgânicas com base em suas estruturas?
Como a Química contribui para prolongar nossas vidas?
Tema em foco
QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA
Vimos no início da presente unidade que a Química tem modelado a vida tanto no seu prolongamento quanto
em seus padrões estéticos. Discutimos as questões éticas relacionadas a esses temas. No presente capítulo, vamos
ver um pouco da Química que está por detrás dessa engenharia e vamos acrescentar o debate sobre diferentes formas
e modelos de tratamento.
Antes, vejamos um pouco sobre os fármacos e cosméticos. Ao fim deste capítulo, vamos ver um pouco mais da
química desses produtos, que explica sua ação no organismo ora como remédio ora como veneno.
Fármacos
Cláudio Galeno [129–199]
foi um famoso médico romano
que escreveu bastante e
deixou uma enorme lista de
medicamentos para curar diferentes
doenças.
NLM
Desde o início da civilização, o ser humano usava algumas substâncias para curar males
do corpo e da mente; tais “medicamentos”, na maioria das vezes, eram extraídos das plantas.
Cláudio Galeno, considerado o pai da farmácia, divulgou o uso de extratos de plantas
para tratar inúmeras enfermidades. Diversas culturas pelo mundo afora desenvolveram
técnicas para extrair substâncias que eram utilizadas em cerimônias religiosas ou na busca
de autoconhecimento. Tanto num caso como no outro, essas substâncias são normalmente
denominadas drogas.
O conceito de droga é muito amplo e assume diferentes significados em função de
diferentes grupos de uma mesma sociedade. Do ponto de vista farmacológico, drogas são
substâncias ou materiais que, depois de introduzidos num organismo vivo, alteram cessos bioquímicos, causando mudanças fisiológicas ou comportamentais.
proe
nocivo. Entretanto, muitas drogas estão longe de ter essa conotação, e uma grande
quantidade delas é utilizada na busca de ações benéficas para o organismo. Nesse caso,
Geralmente, quando ouvimos a palavra “droga” logo pensamos em algo proibido, ilegal
são chamadas de medicamentos, quando objetivam a cura, ou remédios, quando
buscam atenuar a doença.
Para a Farmacologia, ramo da ciência que estuda as drogas e seus efeitos no organis-
mo, as drogas utilizadas com finalidades preventiva, diagnóstica ou terapêutica são
denominadas fármacos ou medicamentos. Essa área do conhecimento teve um
grande salto no século XV: o surgimento da imprensa possibilitou a divulgação
mais ampla dos conhecimentos acumulados e passados de geração a geração.
100

A maioria dos medicamentos utilizados atualmente foi desenvolvida ao longo do século XX, sobretudo, na sua
segunda metade. Graças aos conhecimentos científicos sobre o comportamento das substâncias no organismo, atualmente
um dos ramos mais desenvolvidos da Química é a indústria farmacêutica, que fatura bilhões de dólares a cada
ano e investe muitos recursos em pesquisas para produzir novos fármacos.
São tantos medicamentos novos a cada ano que nem nos damos conta. Por outro lado, de vez em quando um
ou outro sai de circulação, porque evidências clínicas mostraram ser prejudicial ou inócuo à saúde. Se fizermos uma
pesquisa no site da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), órgão que controla e regulamenta o uso de
fármacos no Brasil, é possível encontrar uma enorme lista de medicamentos retirados de circulação por causarem
problemas de saúde a seus usuários.
Cada país possui seus mecanismos de controle de fabricação e comercialização de medicamentos para uso da população.
Um novo medicamento, quando sintetizado, passa por um longo caminho de estudos e testes até ser aprovado
pelos órgãos de controle. Em média, apenas dois, em cada dez fármacos, atingem essa fase da comercialização.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
J. Yuji
screening
pacientes
8
tubo de ensaio
seres
humanos
adultos
candidato a
medicamento
animais
testes
em larga
escala
Para que uma droga se transforme
em medicamento,
são necessários anos de estudos,
o que envolve profissionais
de vários ramos,
entre eles o farmacêutico,
profissional que necessita de
ampla formação em Química.
Isso significa que muita pesquisa científica é desenvolvida na indústria farmacêutica, que, para ser mantida, faz
uso de regras comerciais que tornam o preço de muitos medicamentos tão elevado, deixando-os muitas vezes inacessíveis
à população mais pobre. Mecanismos têm sido discutidos para mudar essas normas, como, por exemplo, a
queda de patentes, o que permitiria a outras indústrias sintetizar uma determinada droga sem ter que pagar royalties
para a indústria que a produziu. Outra política que vem sendo adotada no Brasil é a produção de medicamentos genéricos
– aqueles produzidos por indústrias menores, por um preço mais baixo, mas com os mesmos princípios ativos
dos fabricados por indústrias maiores a um custo mais elevado.
Os medicamentos são classificados em função da atuação nos organismos. Alguns medicamentos podem ser vendidos
sem receita e são conhecidos como medicamentos de venda livre (VL). Outros requerem prescrição médica,
apresentam embalagens com tarjas vermelhas ou pretas e são denominados medicamentos controlados.
Os medicamentos podem ser classificados em naturais e sintéticos. Os naturais são aqueles extraídos de fontes
minerais, animais ou vegetais. Os sintéticos são os produzidos em laboratórios por meio de processos químicos.
A participação desses últimos vem crescendo continuamente ao longo da história e atualmente representa aproximadamente
85% do mercado.
Para que as drogas dos medicamentos sejam usadas com a função farmacológica e não toxicológica, ou seja,
para que provoquem alterações benéficas no organismo e não alterações prejudiciais, é fundamental entender sua
atuação e conhecer seus efeitos.
101

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Hely Demutti
Clendening Library Portrait Collection, Universidade de Medicina, Kansas
As substâncias contidas num medicamento podem ter ações terapêuticas: curativas, como é o caso dos chama-
dos antibióticos, que removem o agente causador da doença;
paliativas, que aliviam um sintoma da doença, como
é o caso dos analgésicos; e substitutivas, quando repõem outra substância, como a insulina insuficiente ou ausente.
Todavia, o uso dos remédios depende de orientação médica. Se não forem usados de maneira adequada e nas
doses corretas, poderão causar sérios problemas de saúde. O efeito medicamentoso depende essencialmente da dosagem;
logo, conforme a dosagem, um remédio pode se tornar veneno.
Venenos
Paracelso foi um dos primeiros cientistas a relacionar a cura de certas doenças a substâncias específicas. Mas ele
logo percebeu que uma substância eficiente como remédio também podia causar danos à saúde, dependendo da
dose. Como, então, estabelecer um critério de utilização? Em que momento um remédio ou medicamento se transforma
em veneno?
A toxicidade de uma substância pode ser classificada em aguda ou crônica. A aguda é decorrente de um único
contato ou de vários contatos num período de 24 horas. A toxicidade crônica surge por contatos frequentes durante
meses ou anos. Muitas substâncias que não causam danos de imediato podem, em longo prazo, provocar até mutações
genéticas, além de vários tipos de câncer.
Quando falamos em veneno, geralmente nos referimos às substâncias que, ministradas
por qualquer via ou desenvolvidas no próprio corpo, podem causar doenças ou matar.
Tais substâncias podem ser sintéticas (substâncias ativas dos inseticidas, produtos para
tratamento de gramados etc.), ou produzidas por organismos vivos, como, por exemplo,
as liberadas nas ferroadas de abelhas e picadas de cobras, chamadas toxinas.
As toxinas podem ser definidas, grosseiramente, como um veneno biológico: são
proteínas produzidas por animais ou contidas em alimentos estragados, ou resultantes
de doenças infecciosas. Tanto os venenos como as toxinas são capazes de matar,
por isso são tratadas como sinônimos em nossa discussão.
A verdade é que venenos não são apenas aqueles produtos em cujos rótulos estão
estampadas uma “caveirinha”, e que tanto são escondidos das crianças e dos animais.
O perigo pode estar ao nosso lado, até mesmo nos alimentos que ingerimos diariamente
para saciar a fome ou nos medicamentos para tratar doenças.
O sal de cozinha (cloreto de sódio) é um bom exemplo desse perigo: ingerido em excesso,
tem sua concentração no sangue elevada, aumentando a pressão arterial que, por
sua vez, pode provocar diversos males e até ocasionar a morte.
No entanto, pior que isso são as substâncias presentes nos alimentos e que têm efeitos
nocivos à nossa saúde. Essas substâncias são classificadas na química dos alimentos em:
Theophrastus Philippus
Aureolus Bombastus von
Hohenheim [1493-1541],
com o nome de Paracelso,
ficou conhecido como o
pai da ciência que estuda
os efeitos das substâncias
sobre os organismos vivos:
a Toxicologia, batizada
por ele de Iatroquímica ou
Química Medicinal. Um
frase sua que ficou célebre
é: O que diferencia um
veneno de um remédio
é a dose.
Toxinas
endógenas
Toxinas
microbianas
Resíduos
tóxicos
Contaminantes
tóxicos
Componentes naturais dos alimentos.
Oriundas da atividade de fungos ou bactérias.
Produtos e substâncias que são incorporados aos alimentos, como
agrotóxicos e medicamentos dados a animais.
Produtos e substâncias que contaminam alimentos durante o
processamento industrial e a manipulação, no transporte ou no
preparo culinário.
É bem provável que em sua casa haja algum produto considerado venenoso, seja para matar
insetos, como baratas e pernilongos, seja aquele utilizado na limpeza pesada, ou ainda
para fins de jardinagem etc. Aliás, se pararmos para ler os rótulos dos produtos que utilizamos
no dia a dia, chegaremos à conclusão de que estamos cercados de venenos.
102

Nesses casos e, em outros milhares deles, o problema é o excesso. Qualquer
substância consumida em demasia pode agir como veneno. Assim, além de saber
se uma determinada substância é venenosa ou não, é preciso saber quanto dessa
substância pode ser ingerida sem que seja letal.
Para se determinar a toxidez de substâncias utilizam-se diversos parâmetros,
entre os quais a dose que, quando aplicada a um grupo de cobaias de laboratório,
causa a morte de metade deles. Tal medida, conhecida como DL 50 (dose
letal para 50% do grupo), é dada em miligramas (mg) de substância por grama (kg) de massa corporal do animal de teste.
quiloda
aspirina, por exemplo, é 1,5 g/kg em ratos. Ou seja, há uma chance
A DL 50 de 50% dos ratos morrerem se for administrado, por via oral, 1,5 g de aspirina
por quilograma do peso corporal. Embora a DL 50 seja uma boa indicação do poder letal
No caso dos medicamentos,
a dose é fundamental
das drogas, não se pode deixar de lado outras diferenças individuais.
e, por isso, devemos minis-
Entre os mais poderosos venenos está a toxina botulina, com uma DL 50 para ratos de
trar a quantidade correta e
aproximadamente 3 ∙ 10 –8 mg/kg. Essa toxina é produzida por um microrganismo presente
nos tempos marcados.
no solo, denominado Clostridium botulinum, , encontrado em frutas e vegetais mal lavados
ou conservados de forma inadequada. Esse micróbio não resiste a altas temperaturas nem sobrevive em alimentos com
pH abaixo de 4,6. Entretanto, recentemente, essa toxina passou a ser empregada com sucesso na Medicina. Uma de
suas variedades, a botulina tipo A ou botox, tem sido utilizada por cirurgiões plásticos e dermatologistas no intuito de
suavizar rugas faciais e curar dores crônicas de cabeça e torcicolos. Toda aplicação se faz, entretanto, em doses reduzidas.
Observe, todavia, que de qualquer maneira é injetada uma toxina propositadamente no organismo. Será mesmo
necessário? Será que todos os usuários terão a mesma reação?
No século XVIII, perucas,
saltos altos e maquiagem
carregada não eram
Cosméticos
exclusividade feminina,
mas um sinal de nobreza
para ambos os sexos.
“Cosmético”, do grego kosmetikós: “o que serve para enfeitar”. Hoje, porém, os cosméticos
são produtos usados para limpar, embelezar, perfumar, mudar o aspecto superficial,
impedir a ocorrência de odores desagradáveis, conservar etc.
Você ficaria surpreso se soubesse o que o ser humano já fez e usou para parecer
mais bonito. Na Grécia Antiga, as mulheres pintavam os lábios com cinabre (sulfeto de
mercúrio), uma substância tóxica. Em Roma, inventou-se um creme dental à base de
pedra-pomes moída e vinagre e, para deixar os dentes mais brancos, era incluída urina
humana na fórmula. Na Idade Média, usava-se fuligem para escurecer os cílios. No século
XVIII, muitos homens e mulheres morreram devido ao pó branco que usavam para
empoar o rosto – ele era feito à base de chumbo. Mercúrio e chumbo, denominados
metais pesados, acumulam-se no corpo, afetando o sistema nervoso e provocando graves
intoxicações que podem levar à morte.
Civilizações do Oriente e povos indígenas da América e da África também faziam amplo
uso de cosméticos e perfumes, criados de forma empírica. No século XIX, surgiu a chamada
cosmética tecnológica, que, além da beleza, se preocupa com a toxicidade dos produtos.
Do século XX em diante, massificou-se a produção e o consumo dos cosméticos, com a
ajuda, principalmente, do aperfeiçoamento de embalagens e da promoção publicitária.
Como exemplos de conquistas dessa nova e promissora indústria, temos o tubo descartável,
os produtos químicos para ondulações de cabelos, os xampus sem sabão, os
pulverizadores de aerossol, as modernas tinturas de cabelo e o creme dental com flúor.
Hely Demutti
Galeria Nacional, Parma
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
A indústria cosmética deve parte de seu enorme mento à ajuda das estrelas do cinema e da TV. Elas
servem de modelo de beleza e padrão de cresci-
consumo.
Album/AKG/Latinstock
103

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Hely Demutti
Além de os cosméticos
deixarem a pele das pessoas
com aparência mais
jovem, deixam-nas mais
limpas, macias e cheirosas.
Uso de medicamentos
Hoje em dia, ficar limpo e cheiroso não é um procedimento tão
simples, pelo menos para a indústria de cosméticos. Para fabricar
todos os produtos de higiene e cuidados pessoais que existem é
necessário conhecer e estudar muitos aspectos de nosso corpo – a
Farmacologia, um ramo da Química, faz isso muito bem.
Para usar com sabedoria os produtos químicos destinados ao
nosso corpo, de acordo com nossa necessidade e respeitando suas
propriedades, além de saber utilizá-los na quantidade correta, precisamos
conhecer a forma como eles atuam.
Os produtos para higiene cutânea, por exemplo, tratam, basicamente, da retirada da
oleosidade natural e do suor. Pelas suas propriedades, o sabonete é o produto indicado
para esse trabalho. Mas sem exageros. Ficar duas horas tomando banho de espuma não
é saudável, pois a ação do sabonete, ao retirar grande parte da oleosidade da pele, favorece
o seu ressecamento.
Conforme veremos mais adiante, os medicamentos atuam no nosso orgarnismo por meio de reações específicas
que visam a conter processos metabólicos que provocam doenças. Mas as drogas usadas nesses processos também
provocam reações com várias substâncias e podem provocar efeitos não desejáveis. Nesse sentido, todo medicamento
deve ser administrado com muito cuidado, pois seus efeitos colaterais podem ser lesivos ou até mesmo fatais.
Por isso, é imprescindível e obrigatório ler atentamente a bula, mesmo com a prescrição médica. Muitas
pessoas descartam essa prática por achar que não entendem o que está escrito. Todavia, com o conhecimento
básico de química que você está adquirindo, certamente você compreenderá melhor os cuidados que vamos
destacar a seguir.
Embora a bula, que obrigatoriamente acompanha o medicamento, traga informações específicas sobre sua
ação no organismo, direcionadas a profissionais da saúde, ela também traz informações essenciais que devem
ser observadas pelos pacientes, indicando efeitos colaterais que o usuário precisa saber de antemão. A bula dos
remédios sempre alerta sobre o risco de dosagens excessivas. Ela se baseia em testes de toxicidade realizados
pelas indústrias.
Assim, antes de usar qualquer medicamento, tome os cuidados recomendados a seguir.
Atitude sustentável
Dicas para o uso seguro de medicamentos
Ilustrações: Osvaldo Sequetin
b Esteja atento à identificação
do medicamento para
se assegurar de que ele corresponde
ao prescrito pelo
médico e de que está na
composição indicada.
b Verifique se o medicamento
está devidamente registrado
pelo órgão fiscalizador.
104

Leia cuidadosamente sobre os
riscos do medicamento, procurando
identificar se eles estão
associados a algum histórico
de seu estado de saúde.
b Certifique-se de que o remédio
não apresenta alguma
contraindicação para você. Se
for o caso, volte a consultar o
seu médico sobre outro tratamento
menos agressivo à sua
saúde. Atenção muito especial
deve ser dada aos riscos ciados à gravidez.
asso-
b Confira se a posologia (indicação
da dose em que deve ser
ministrado o medicamento)
prescrita pelo seu médico está
dentro dos limites recomendados.
Caso haja dúvida, consulte
de novo o médico. Lembre-
-se de que o correto é seguir a
posologia prescrita por ele, e
não a indicada na bula.
b Certifique-se de que a ação
do medicamento corresponde
ao histórico de seu diagnóstico,
o qual o médico tem
a obrigação de lhe esclarecer.
No caso de dúvida, ou se a
ação do medicamento não
corresponder ao tratamento
desejado, entre em contato
com seu médico para verificar
se o medicamento prescrito
está correto.
b Leia atentamente sobre as
reações adversas e procure
observar se, durante a administração
do medicamento,
esses efeitos surgem em
seu organismo.
b Tome o medicamento rigo-
rosamente nos horários,
nas doses e no período
prescritos na receita fornecida
pelo médico.
Osvaldo Sequetin
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
b Esteja atento sobre a via e o
modo de administração do medicamento:
se oral ou injetável;
se deve ser diluído ou não; horário
em relação às refeições etc.
b Verifique as recomendações sobre
as condições de conservação
do medicamento: se deve
ser acondicionado em refrigerador,
em local seco etc.
b Sempre leia a receita com
o médico, esclarecendo
qualquer dúvida sobre o
uso do medicamento e a
grafia da receita. Ter conhecimento
sobre o tratamento
é um direito básico
de todo paciente.
“Todo medicamento deve ser mantido fora
do alcance das crianças.”
b Nunca se esqueça das advertências
presentes nas embalagens
dos medicamentos.
“Siga corretamente o modo de usar. Não
desaparecendo os sintomas, procure orientação
médica ou de seu cirurgião-dentista.”
“Não use o medicamento com o prazo de
validade vencido.”
105

Saúde: riscos e alternativas
QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Hely Demutti
Hely Demutti
Antes de tomar qualquer
medicamento, informe-
-se adequadamente! Leia
sempre a bula, pois algumas
informações são fundamentais
e contribuem
para melhorar a eficácia
do tratamento.
Para os chineses, quando o
yin e o yang, forças opostas
da natureza, estão em
harmonia em nosso corpo,
o chi flui livremente
no corpo e a pessoa tem
saúde. Entretanto, se houver
algum bloqueio e obstrução
do chi, a pessoa fica
doente. A acupuntura
consiste em inserir agulhas
através dos meridianos –
14 caminhos principais –
para desbloquear o chi,
restaurando a distribuição
do yin e do yang.
CDC/PHIL/Corbis
Falar de saúde, por incrível que pareça, é também falar de doença e até mesmo da
morte. Falar de saúde é falar da vida humana, e lidar com algo tão precioso e frágil envolve
questões éticas.
A engenharia genética e os modernos tratamentos médicos trouxeram a possibilidade
de um maior controle sobre a vida, mas, como vimos, associados a esses métodos sempre
temos um risco. Esse risco torna-se especial quando pode provocar danos irreversíveis
aos pacientes. O fato é que a Medicina, como qualquer ciência, tem se estabelecido
com métodos confiáveis, mas não infalíveis. O que significa que o seu uso precisa ser feito
com os devidos cuidados.
O tratamento ortodoxo em medicina sempre foi baseado em intervenção direta no organismo,
seja fisicamente – com manipulação ou remoção de tecidos ou órgãos afetados
– ou quimicamente – com a utilização de substâncias ativas presentes em ervas, animais,
materiais minerais, ou de substâncias sintetizadas pela indústria farmacêutica. Sabe-se que
qualquer intervenção em um ser vivo provoca certa alteração no seu estado de equilíbrio
natural, podendo trazer consequências diversas. Muitas doenças surgiram no século XX
justamente em decorrência de tratamentos ortodoxos com produtos farmacêuticos, quer
pelo seu uso prolongado ou, até mesmo, por efeitos colaterais que só se manifestaram
anos mais tarde, pois não puderam ser identificados na fase de testes dos medicamentos.
Muitas vezes, o tratamento de doenças relativamente simples pode produzir doenças com
gravidade bem maior, às vezes até levando o paciente à morte. Em face disso, a busca por
tratamentos médicos menos ortodoxos – terapias de tradição secular como a acupuntura e a
homeopatia, por exemplo – só tem aumentado. Esses tratamentos, apesar de serem questionados
por determinados médicos, muitas vezes apresentam efeitos positivos em relação ao
tratamento quimioterápico (tratamento por agentes químicos que são passíveis de causar efeitos
tóxicos), trazendo um benefício maior para o paciente, conforme atestam outros médicos.
Para muitas doenças existe a possibilidade de mais de um tipo de tratamento. Por
exemplo: para tentar extirpar certos tipos de câncer, o paciente pode ter a opção de intervenção
cirúrgica, tratamento quimioterápico ou radioterápico. Cada um desses tratamentos
apresenta efeitos lesivos ao organismo e resultados diferentes no combate à doença.
Para auxiliar na decisão, os profissionais de saúde trabalham com dados estatísticos que
vão indicar a probabilidade de ocorrência de um determinado evento. Tal probabilidade é
determinada estatisticamente, em função de amostragem da ocorrência da situação em
estudos prévios, e está correlacionada a determinados fatores para populações específicas.
Sabe-se que esses fatores variam muito de uma população para outra.
Fernando Moraes/Folhapress
O sarampo é uma doença
infectocontagiosa; era
considerada incurável até
o surgimento da vacina.
A homeopatia é procurada por muitos que querem se livrar
de doenças ocasionais. Entretanto, assim como a medicina convencional,
ela deve ser utilizada com moderação e sempre com
acompanhamento médico.
106

Assim, existem doenças que se manifestam mais em populações rurais e outras, em populações urbanas; doenças
que acometem mais crianças do que adultos ou mais idosos do que jovens. Há doenças típicas de países tropicais e
outras de países de clima temperado.
Com base em dados estatísticos, é possível escolher tratamentos em que há indício de maior chance de sucesso.
Todavia, dados estatísticos nem sempre nos oferecem uma resposta satisfatória sobre o melhor tipo de tratamento a
ser escolhido. Por exemplo, dados estatísticos podem indicar que um tratamento está obtendo maior chance de cura
do que outro, mas isso pode significar uma mera coincidência de dados.
Entretanto, mesmo com o seu grau de incerteza, o fator estatístico se tornou uma poderosa ferramenta para prevenir
várias doenças. Por exemplo, a constatação estatística de que a aids se manifestava principalmente em pacientes
com perfil bastante definido forneceu pistas importantes para a descoberta de tratamentos mais eficazes e incentivou
a implantação de políticas públicas de prevenção bem-sucedidas, que resultaram em uma redução na tendência
de evolução da doença em determinados países.
Ocorre, porém, que estudos evidenciam que as pessoas tendem a superestimar dados de riscos não familiares e a
subestimar dados familiares. Um exemplo disso, novamente, está no controle da aids: inicialmente, a síndrome passou
a ser identificada pela população em geral como doença de pessoas com perfil bastante específico – xuais do sexo masculino.
homosse-
Em razão disso, pessoas que se enquadravam no grupo de heterossexuais desprezavam os dados indicativos do
aumento da incidência da doença para esse seu grupo e acabaram não adotando medidas preventivas básicas, como
o uso de preservativos. Tal comportamento só fez aumentar o número de pessoas heterossexuais contaminadas num
período muito curto.
Muitas vezes, o problema não está apenas na desconsideração de fatores de risco, mas na desinformação, pois
nem sempre todos os dados disponíveis são amplamente divulgados para a população. A preocupação mais recente
no caso da aids é o seu avanço entre os adolescentes.
De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), cerca de 50% dos novos casos de infecção pelo
HIV no mundo estão ocorrendo na adolescência e, segundo dados do Ministério da Saúde, cerca de 75%
dos casos de aids no Brasil ocorrem na faixa etária de 25 a 50 anos. Considerando o período assintomático
da doença, os estudos levam a crer que a contaminação com o vírus, em grande parte dos casos, deve ter
ocorrido na adolescência.
Os dados, portanto, indicam que, apesar de o tema
estar presente nos currículos escolares, os adolescentes
estão distantes da linguagem racional da prevenção.
Por que será?
Ministrério da Saúde; Brasil
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
Hely Demutti
7
8
Ministrério da Saúde; Brasil
A aids é uma doença que mata ricos e pobres, adolescentes e adultos,
indiscriminadamente. O melhor remédio? A prevenção.
107

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Nosso intuito neste capítulo é despertar a atenção para os fatores de risco envolvidos na tomada de decisão sobre
qualquer tratamento de saúde. Mas não apenas isso deve ser levado em conta. Mais recentemente, os profissionais
da área de saúde vêm discutindo o fator qualidade de vida.
Em muitos casos, determinados tratamentos agressivos podem trazer benefícios à saúde, mas à custa de efeitos
deletérios, de forma que os benefícios conquistados não compensam os danos causados. Outras vezes, a opção tem
a ver com estética. Várias pessoas preferem se submeter a tratamentos exaustivos e dispendiosos para aumentar sua
autoestima, desenvolvendo maior confiança e estabilidade emocional, ao passo que, para outros indivíduos, o sacrifício
não compensa o ganho em estética. Em suma, essas são decisões pessoais.
De uma maneira ou de outra, o fundamental em qualquer decisão é levar em conta vários aspectos: a opinião de
diferentes especialistas que sejam da confiança do paciente; reflexão crítica sobre o que melhor atende às expectativas
de cada um; opinião de quem passou por situações semelhantes etc. Tudo isso deve ser considerado. Afinal, a
Química tem transformado a vida, mas a decisão em que direção queremos levar as transformações por ela produzidas
tem de ter a participação de toda a sociedade.
Mauritius/Latinstock
Para cuidar de nossa saúde,
muitas vezes nos deparamos
com decisões difíceis sobre os
tratamentos mais agressivos,
que, em determinados
casos, podem ser a única
opção.
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. O que são drogas? Todo medicamento é considerado uma droga?
2. Identifique como os medicamentos podem ser classificados?
3. O que é toxina? E qual a diferença entre veneno e remédio?
4. O que é DL 50 ?
5. Em sua cidade, quais campanhas estão sendo realizadas neste momento para garantir a saúde da população?
6. Em sua opinião, existem cosméticos enganadores?
7. Sabe qual é o maior órgão do corpo humano? Pulmão, rins, fígado? Nada disso. É a pele, responsável por cerca
de 15% de todo o peso de um indivíduo adulto. Capa protetora de nosso corpo, ela é também um órgão sensorial,
dotado de células nervosas que levam informações sobre o meio externo direto para o cérebro. Diante dessa
informação e baseado no texto que você acabou de ler, que cuidados devemos ter com a limpeza e a hidratação
da nossa pele?
8. Você conhece alguém que utiliza métodos alternativos para curar alguma doença? Se possível, converse com ela a
respeito dos pontos positivos desse método.
108

1 NOMENCLATURA ORGÂNICA:
REGRAS GERAIS
Pense
Qual é a importância da definição de regras para a nomenclatura das substâncias?
A s doenças são causadas por mudanças em processos bioquímicos de nosso orga-
nismo. Para o tratamento são empregadas drogas que restabelecem o equilíbrio
desses processos. Todavia, as substâncias não atuam apenas nos processos que se deseja
corrigir, mas também em outros processos metabólicos, provocando, em geral, efei-
tos colaterais de maior ou menor intensidade. Isso exige grande controle na utilização de
substâncias externas.
A Química tem importante papel na produção de medicamentos. Ela atua na seleção
das substâncias a serem utilizadas para a elaboração da formulação que se deseja, determinando
ainda como devem ser os métodos de produção, isto é, condições de luminosi-
dade e temperatura, embalagens utilizadas, em que etapa os medicamentos devem ser
embalados etc. Além do trabalho dos químicos, bioquímicos, farmacêuticos e médicos
estudam doses e formas de tratamento visando a determinados resultados.
Lembre-se de que nosso organismo é um grande laboratório vivo e que a absorção
de uma nova substância provoca mudanças em todo o corpo, alterando estados de equilíbrio
de várias reações, que precisam ser considerados para a prescrição de qualquer
medicamento.
A identificação do nome farmacológico é fundamental para sabermos se o medicamento
a ser comprado está de acordo com a prescrição médica. A nomenclatura na
farmacologia segue regras específicas de difícil domínio para o público leigo. Entretanto,
nosso estudo da Química é capaz de nos permitir “decifrar” os nomes dessas e de outras
substâncias.
Existem várias regras para nomear as substâncias em diferentes campos tecnológicos,
e várias substâncias mais comuns são geralmente conhecidas por nomes tradicionais,
consagrados pelo uso. Considerando a quantidade de substâncias que são sintetizadas
a partir de conhecimentos da Química Orgânica, os químicos sentiram a necessidade
de desenvolver regras sistemáticas que relacionassem o nome da substância com sua
estrutura química.
O nome de muitas substâncias foi atribuído historicamente
por razões diversas e alguns tornaram-se
tão comuns que até hoje são usados mesmo no estudo
da Química, como ácido fórmico, açúcar, amônia
(veja quadro ao lado). Os químicos, todavia, desenvolveram
sistemas de nomenclaturas para as substâncias,
com regras que são baseadas nas estruturas de
seus constituintes.
A primeira proposta de nomenclatura orgânica foi
aprovada em uma convenção de químicos realizada
em Genebra, no ano de 1892, para a organização do
crescente número de substâncias descobertas e sintetizadas.
Atualmente, utilizam-se as regras aprovadas
pela Iupac em 1993.
NOMES COMUNS DE ALGUMAS
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Fórmula
Para o uso correto de medicamentos,
é essencial
que se verifique com precisão
o nome farmacológico
do medicamento. Cada
substância tem um
nome diferente, e diferentes
substâncias
apresentam estruturas diferentes
que vão provocar
reações diferentes no metabolismo
do corpo.
Nome comum
etileno
acetileno
álcool etílico
éter etílico
acetona
ácido acético
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
109

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
A União Internacional de Química Pura e Aplicada – Iupac (do inglês, International Union
of Pure and Applied Chemistry) – definiu um conjunto de regras e normas sistemáticas para
designar as substâncias orgânicas. Essas regras baseiam-se nas estruturas das moléculas
e, por isso, podem ser aplicadas inclusive para substâncias que não existem ou não foram
descobertas. Além dos nomes sistemáticos, existe também uma série de nomes populares
que são largamente utilizados, como o ácido acético (CH 3 COOH) e o benzeno (C 6 H 6 ).
É importante destacar que existe uma diversidade de regras de nomenclatura usuais e
que mesmo a Iupac aceita oficialmente mais de um sistema de nomenclatura. Essa diversidade
faz com que mesmo em livros acadêmicos se encontrem divergências de normas.
O importante é entender o princípio geral do sistema de nomenclatura mais recomendado
que é a nomenclatura sistemática.
A definição sistemática do nome de uma substância orgânica começa pela definição
da estrutura de suas moléculas. Ao nome dessa estrutura são acrescidos prefixos e sufixos
que informam sobre modificações de estrutura e grupos funcionais presentes. De
acordo com as regras sistemáticas de nomenclatura da Iupac, o nome da cadeia orgânica
principal, cadeia com maior sequência de átomos de carbono, é identificada conforme o
número de átomos de carbono, de acordo com quadro a seguir.
TERMO NUMÉRICO PARA ATRIBUIR O NOME DAS CADEIAS EM FUNÇÃO DO NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO
Número de
Número de
Número de
Número de
Termo
Termo
Termo
Termo
átomos de
átomos de
átomos de
átomos de
numérico
numérico
numérico
numérico
carbono
carbono
carbono
carbono
1 met 4 but 7 hept 10 dec
2 et 5 pent 8 oct 11 undec
3 prop 6 hex 9 non 12 dodec
Ao nome da cadeia relativo ao número de átomos de carbono são adicionados prefixos
e sufixos, indicando os nomes dos grupos substituintes, dos tipos de ligações covalentes
e dos grupos funcionais. A presença de grupos substituintes ligados à cadeia principal é
indicada por prefixos relativos ao número de carbonos do grupo substituinte da cadeia
acrescido do sufixo -il. Veja quadro a seguir com os nomes de alguns grupos substituintes,
incluindo nomes de alguns grupos com nomes diferenciados.
NOMES DE ALGUNS GRUPOS SUBSTITUINTES QUANDO LIGADOS À CADEIA PRINCIPAL
Grupo substituinte Nome Grupo substituinte Nome Grupo substituinte Nome
metil
etil
isopropil
sec-butil
vinil butil terc-butil
propil isobutil fenil
110

A presença de ligações covalentes duplas ou triplas nas
cadeias carbônicas é indicada pelo uso de termos (sufixos),
conforme quadro ao lado.
Finalmente, ao nome da substância é adicionado um
sufixo para indicar o grupo funcional da substância. No
quadro abaixo é indicado o sufixo do nome de algumas
funções orgânicas.
TERMOS INDICATIVOS
DE INSATURAÇÕES
Insaturação
Termos (sufixo)
nenhuma
an
dupla
en
tripla
in
CAPÍTULO
1
2
3
SUFIXOS DOS NOMES DE ALGUMAS FUNÇÕES ORGÂNICAS
Função orgânica
Sufixo
Hidrocarboneto
o
Álcool
ol
4
5
6
7
Aldeído
al
8
Cetona
ona
Os sufixos e prefixos são adicionados ao nome da cadeia principal antecedidos por
localizadores numéricos, que indicam a posição do grupo substituinte, da insaturação e
do grupo funcional a que estão ligados. Para isso, é necessário fazer a identificação e numeração
da cadeia principal. A cadeia deve ser numerada a partir da extremidade mais
próxima do grupo funcional ou, no caso de existir mais de um grupo, a partir da extremidade
em que eles recebam os menores números possíveis. Para hidrocarbonetos insaturados,
começa-se a partir da extremidade mais próxima da primeira insaturação. No caso
de alcanos, a partir do grupo substituinte. A regra indica que se deve escolher sempre a
extremidade que possibilite a indicação dos menores números possíveis. Vejamos como
se aplicam essas regras passo a passo.
Para isso, vamos trabalhar com a substância cuja molécula está representada abaixo.
1. Identificação da cadeia principal
Primeiro, identifique a cadeia contínua que seja a mais longa (destacada em azul)
e que contenha o grupo funcional (destacado em verde) e as possíveis insaturações
(circulada em vermelho).
A cadeia principal nem sempre é representada linearmente. Observe que a cadeia marcada
a seguir é equivalente à marcada acima.
111

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Essa substância tem cadeia principal que contém seis átomos de carbono. Podemos dizer
que ela é uma substância derivada do alcano com seis átomos de carbono: hexano.
2. Identificando as insaturações da molécula
Como a molécula possui uma ligação dupla (insaturação), temos um alceno e não um
alcano. Por isso, a terminação
ano será substituída pela terminação eno.
Dessa forma, o nome de origem é hexeno.
3. Identificando os grupos substituintes ligados à molécula
O nome da substância deve contemplar os grupos substituintes ligados à cadeia principal.
Nesse caso, temos um grupo , característico dos álcoois. Devido a esse
grupo, acrescentamos o sufixo ol, conforme quadro de sufixos apresentado.
Dessa forma, temos o hexenol.
4. Numerando a cadeia principal
Numa molécula com seis átomos de carbono, tanto a ligação dupla como o grupo
funcional podem apresentar-se em diferentes átomos, constituindo diferentes tâncias. Por isso, é fundamental informar em que átomos se encontram. Para isso,
subsdevemos
numerar a cadeia principal de forma que o grupo funcional fique num carbono
com o menor número possível.
Acrescente, entre hifens, o número referente ao carbono da cadeia antes dos sufixos
relativos ao grupo substituinte e à insaturação. Dessa forma, temos hex-4-en-1-ol.
Quando se trata de hidrocarbonetos insaturados, a numeração é feita de forma que
a insaturação fique no carbono com menor número possível.
Essa substância tem o nome hex-2-eno. Observe que, em relação ao caso anterior,
a sequência de numeração mudou.
5. Identificando os grupos substituintes da cadeia
A molécula que estamos estudando possui três grupos substituintes: dois grupos metila
e um etila. Os nomes desses substituintes devem ser indicados, em ordem alfabética,
como “etil” e “metil” antes do nome da substância, apontando os carbonos aos
quais estão ligados e suas possíveis repetições. Assim, os dois substituintes metila são
denominados “dimetil”. Três e quatro substituintes são indicados pelos prefixos tri e
tetra, respectivamente. Como no caso das insaturações e grupos funcionais, usamos
hífen e vírgulas para separar os números.
Dessa forma, temos
3-etil-2,5-dimetil-hex-4-en-1-ol.
112

6. Cadeias cíclicas
No caso das cadeias carbônicas fechadas, as regras não são muito diferentes e deve-se
fazer a numeração dos átomos de carbono de forma a deixar as ramificações
ou insaturações ou grupos funcionais, nessa ordem, em carbonos com os menores
números possíveis. Além disso, para as cadeias cíclicas, utiliza-se o prefixo ciclo.
O prefixo ciclo é anteposto sem hífen, a menos que o nome da substância comece
com a letra h (exemplos: hex e hept).
Exemplos:
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
ciclobutano ciclo-hexano ciclo-hexeno
Veja a seguir o nome de algumas substâncias orgânicas, com base nas regras mencionadas.
7
8
Substância orgânica Regras
Nome
• seis carbonos: hex,
• nenhuma insaturação: an
hexano
• hidrocarboneto: o
• cinco carbonos: pent,
• nenhuma insaturação: an
• hidrocarboneto: o
2-metilpentano
• grupo substituinte: metila
(posicionado no 2º- carbono)
• sete carbonos: hept,
• uma insaturação: en
(posicionada no 3º- carbono)
• hidrocarboneto: o
6-metil-hept-3-eno
• grupo substituinte: metila
(posicionado no 6º- carbono)
• seis carbonos: hex,
• nenhuma insaturação: an
• álcool: ol (posicionado no 2º- carbono)
• grupo substituinte: etila
(posicionado no 4º- carbono)
• quatro carbonos: but,
• nenhuma insaturação: an
• cetona: ona
4-etil-hexan-2-ol
butanona
Exercícios
1. No ano de 1892, em Genebra, um sistema internacional
para dar nome às substâncias orgânicas foi definido
pela Iupac (União Internacional de Química Pura e
Aplicada).
De modo geral, explique como funciona esse padrão
de nomenclatura.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
2. Considere as representações abaixo e indique o nome oficial
das substâncias de acordo com a Iupac:
a)
b)
c)
d)
113

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
3. Escreva a fórmula estrutural para as substâncias abaixo:
a) 2-metilbutano
b) 2,3-dimetilpentano
c) 3,3-dimetil-hexano
d) 3-etil-3-metil-hexano
e) 3,4-dimetilpent-1-eno
f) 3-etil-pent-1-eno
g) 3-metilbut-1-ino
h) 5-etil, 4,4-dimetil-hept-2-ino
4. Com relação à substância que apresenta a seguinte fórmula
estrutural: H 3 CCH(CH 3 )CH(CH 3 )CH 3 , considere as
afirmações:
I – Apresenta somente carbono secundário na sua
estrutura.
II – É um alcano ramificado.
III – Tem fórmula molecular C 6 H 14 .
a) I e II estão corretas.
b) I e III estão corretas.
c) I, II e III estão corretas.
d) II e III estão corretas.
e) Somente II está correta.
5. Com relação à fórmula da substância abaixo, quais são
os grupos de ramificações?
a) etil, metil e metil. d) etil, etil e propil.
b) metil, etil e etil. e) metil, metil e etil.
c) metil, etil e propil.
6. (Fesp-Adaptado) Dê o nome oficial para as substâncias
abaixo:
a) b)
a) metil, isopropil e etil. d) butil, etil e propil.
b) metil, etil e metil. e) isopropil, etil e metil.
c) propil, etil e metil.
8. Dê o nome oficial para as substâncias abaixo:
a) d)
b)
c)
9. A respeito da substância que apresenta a fórmula estrutural
, considere as afirmações:
I – Apresenta somente carbono primário na sua
estrutura.
II – É um alceno de cadeia normal.
III – Tem fórmula molecular C 5 H 12 .
IV – Apresenta insaturação na cadeia carbônica.
a) I, II e IV estão corretas.
b) Somente I está correta.
c) Somente II está correta.
d) Somente IV está correta.
e) Somente III está correta.
10. Qual é o nome oficial para a substância
que apresenta a fórmula estrutural
ao lado?
11. De acordo com a regra de nomenclatura da Iupac, existe
a substância pent-3-ino? Justifique.
12. Dê o nome oficial para as substâncias abaixo:
a)
b)
c) d)
c)
7. (Fesp)
13. Dê o nome oficial para as substâncias abaixo:
a)
Ao analisar essa substância, verificamos que os grupos
ligados aos carbonos 3, 4 e 5 da cadeia principal são,
respectivamente:
b)
114

2 NOMENCLATURA ORGÂNICA:
REGRAS ESPECÍFICAS
Pense
Quantos grupos funcionais encontramos na molécula do princípio ativo da aspirina?
N o início deste capítulo comentamos sobre as regras para a nomenclatura de hidrocarbonetos,
álcoois, aldeídos e cetonas. Essas regras também se aplicam à nomenclatura
de substâncias com outras funções, que, devido às suas especificidades e para
melhor compreender as ações dos fármacos em nosso organismo, trataremos a seguir.
Fenol
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Segundo a Iupac, a nomenclatura dos fenóis é semelhante à dos hidrocarbonetos
aromáticos. Neste caso, considera-se o anel benzênico como a cadeia principal e ram-se os carbonos a partir do carbono ligado ao OH.
Embora o recomendado para a indicação das posições dos substituintes no anel benzê-
numenico
seja utilizar números, pode-se também utilizar as letras em itálico o (orto), m (meta)
e p (para), como indicado na figura ao lado.
As posições o (orto), m (meta) e p (para) do anel benzênico são definidas em relação ao
principal grupo substituinte posicionado no carbono 1. Veja os exemplos a seguir.
Éter
benzenol ou fenol
ou hidroxibenzeno
2,6-dimetilbenzenol
ou o,o-dimetilbenzenol
benzeno-1,2-diol
ou o-fenodiol
Os éteres são caracterizados por moléculas que possuem um átomo de oxigênio ligado a dois
grupos R e/ou Ar, iguais ou diferentes: , , ou . Há
mais de uma maneira de se designar os éteres segundo as recomendações da Iupac. Numa
delas, ao nome do grupo de menor cadeia de carbonos acrescenta-se o sufixo oxi; em
seguida, adiciona-se o grupo de maior cadeia, que é nomeado como se fosse um alcano.
Outra possibilidade comum é dar o nome éter, seguido do grupo, em ordem alfabética.
Exemplos:
etoxietano ou
éter dietílico
metoxibutano ou
éter butílico e metílico
etoxibenzeno ou
éter benzílico etílico
115

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Ácido carboxílico
Para sua nomenclatura, utiliza-se a palavra ácido, seguida do nome da cadeia princi-
pal que contém a carboxila, acrescido do sufixo oico. Exemplos:
ácido 4,5-dimetil-hexanoico ácido but-2-enoico ácido benzoico
Éster
Para a nomenclatura dos derivados de ácidos carboxílicos, é útil considerar que a sua
fórmula seja dividida em duas partes, uma originada de um ácido e outra derivada de um
álcool ou de uma amina, como mostra o esquema a seguir.
A nomenclatura do éster será o nome do grupo da parte do ácido, substituindo-se o
sufixo ico pelo sufixo ato, acrescido da preposição
de e do nome do grupo da parte do
álcool, com o sufixo ila. Exemplos:
etanoato de metila metanoato de etila benzoato de fenila
Amida
As amidas, para efeito de nomenclatura, podem ser consideradas como um derivado
de ácido carboxílico obtido pela reação com o amoníaco ou uma amina.
O nome da amida é obtido substituindo-se o sufixo ico ou oico do nome do ácido
carboxílico correspondente pelo sufixo amida, antepondo como prefixos os nomes dos
grupos R ligados ao nitrogênio, precedidos da letra N, em itálico. Exemplos:
etanamida benzamida but-2-enamida N,N-dimetilpropanamida N-metiletilamida N-fenil-N-metiletilamida
Amina
De acordo com a Iupac, a nomenclatura das aminas consiste em listar os nomes dos
grupos ligados ao nitrogênio (se mais de um, em ordem alfabética), seguida da palavra
amina. Grupos repetidos são precedidos dos prefixos di ou tri, conforme o caso.
116

Exemplos:
CAPÍTULO
1
metilamina metilpropilamina trimetilamina
etil(metil)propilamina
Funções mistas
Muitas substâncias são formadas por moléculas que possuem
mais de um grupo funcional e, por isso, dizemos que tais moléculas
apresentam funções mistas. Nesses casos, a Iupac recomenda a
seguinte sequência de prioridades para a nomenclatura: peróxidos,
éteres, aminas, álcoois e fenóis, cetonas, aldeídos, nitrilas, amidas,
haletos, ésteres, ácidos, cátions, ânions e grupos substituintes.
Na estrutura da molécula
O quadro a seguir apresenta resumidamente as regras de nomenclatura para as prin-
da adrenalina, podemos
cipais funções orgânicas apresentadas neste capítulo.
observar as funções amina,
álcool e fenol.
2
3
4
5
6
7
8
QUADRO-RESUMO DAS PRINCIPAIS FUNÇÕES ORGÂNICAS
Função orgânica Grupo funcional Nomenclatura Exemplo simples
Álcool Sufixo: ol metanol
Fenol
Sufixo: ol
fenol
Aldeído
Sufixo: al
metanal
Cetona
Sufixo: al
propan-2-ona
Ácido carboxílico
(– COOH)
Ácido
Sufixo: oico
ácido etanoico
Éster
(– COO –)
Hidrocarboneto +
ato de grupo + ila
etanoato de metila
Éter
Grupo + oxi +
hidrocarboneto
metoxietano
Amina
Prefixo + amina
etilamina
Amida
Prefixo + amida
etanamida
Nitrocomposto
Haleto orgânico
X = halogênio (F, Cl, Br ou I)
Nitro +
hidrocarboneto
Haleto +
grupo orgânico
nitroetano
iodometano
117

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Exercícios
1. Dê o nome sistemático dos seguintes fenóis:
a) c)
b) d)
2. Escreva a fórmula estrutural dos seguintes éteres:
a) etoxietano. c) metoxi-sec-butano.
b) metoxipropano. d) metoxibenzeno.
3. Dê o nome sistemático dos seguintes ácidos carboxílicos:
a)
b)
c)
d)
e) .
4. (UFPE-Adaptado) Relacione os tipos de substâncias
orgânicas da coluna da esquerda com as substâncias
contidas na coluna da direita:
1) aldeído (■)
2) álcool (■)
3) ácido carboxílico (■)
4) éter (■)
5) cetona (■)
A sequência correta, de cima para baixo, é:
a) 5, 3, 4, 1 e 2. d) 1, 2, 5, 3 e 4.
b) 1, 5, 2, 4 e 3. e) 5, 3, 2, 4 e 1.
c) 4, 5, 1, 2 e 3.
5. Analise as estruturas apresentadas a seguir e forneça
o nome oficial de cada uma delas:
a) d)
b) e)
a)
c)
b)
d)
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
7. (PUC-PR) Relacione a coluna da direita com a da
esquerda:
(■) Anilina 1)
(■) Ácido fórmico 2)
(■) Acetona 3)
(■) Fenol comum 4)
A ordem correta é:
a) 2, 1, 3, 4. c) 1, 2, 3, 4. e) 3, 1, 4, 2.
b) 3, 1, 2, 4. d) 4, 1, 3, 2.
8. (Unisinos-RS) As fórmulas gerais , ,
e correspondem, respectivamente,
às funções:
a) éster, ácido carboxílico, aldeído e éter.
b) ácido carboxílico, éster, aldeído e éter.
c) éster, aldeído, ácido carboxílico e éter.
d) éter, aldeído, ácido carboxílico e cetona.
e) éter, aldeído, ácido carboxílico e éster.
9. Represente as estruturas e proponha o nome de cada
uma delas, seguindo as regras da Iupac, para as fórmulas
abaixo:
a) HCONH 2
b) H 3 CCH(CH 3 )CH 2 CONHCH 3
c) H 3 CCH 2 CH(CH 3 )CH(C 2 H 5 )CH 2 CON(CH 3 )CH 2 CH 3
d) CH 3 K CH(CH 3 ) K CONH 2
e) (C 6 H 5 )CONH 2
10. A fenilalanina é um aminoácido essencial para nosso organismo.
É representada pela fórmula estrutural abaixo:
Quais são as funções presentes nessa estrutura?
11. O aspartame é um adoçante artificial 160 vezes mais doce
que o açúcar. Apresenta a seguinte fórmula estrutural:
c)
6. Escreva o nome sistemático das aminas abaixo
relacionadas:
Quais são as funções químicas presentes no aspartame?
118

12. A aureomicina é um antibió-
14. (Univás-MG) Assinale a opção que contém a associação
b) CH 3 CHBrCH 3 d) CH 3 NO 2 e) 6 – A; 5 – E; 4 – B; 3 – C; 2 – F; 1 – D.
tico produzido por um fungo.
correta entre o nome e a estrutura:
Apresenta a fórmula estrutu-
1. clorofórmio A. HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH
ral ao lado.
2. acetona B. CH 3 OH
Indique as funções químicas
3. álcool etílico C. CH 3 CH 2 OH
presentes nessa substância.
4. metanol D. CH 3 COCH 3
13. Existem muitas substâncias que podem ser sintetizadas
5. formaldeído E. CH 2 O
a partir de um hidrocarboneto. Essas substâncias con-
6. glicerina F. CHCl têm não apenas carbono e hidrogênio, mas também
3
elementos adicionais como oxigênio, nitrogênio, ou um
a) 6 – A; 5 – F; 4 – B; 3 – C; 2 – D; 1 – E.
halogênio. A partir dessa informação, forneça o nome
oficial para cada estrutura abaixo:
b) 6 – A; 5 – F; 4 – C; 3 – B; 2 – D; 1 – E.
c) 6 – A; 5 – E; 4 – B; 3 – C; 2 – D; 1 – F.
a) CH 3 CH 2 Cl c) Cl 2 C L CCl 2 e)
d) 6 – D; 5 – F; 4 – B; 3 – C; 2 – D; 1 – E.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
3 QUÍMICA DOS FÁRMACOS
E DAS DROGAS
Fármaco vem da palavra grega phármakon, que significa “droga”. Veja como eles atuam
em nosso organismo.
Substâncias produzidas pelo próprio organismo, como a serotonina, por exemplo, são
denominadas endógenas. Substâncias externas ao organismo, como o ácido acetilsalicílico
(princípio ativo da aspirina), por exemplo, são denominadas exógenas. A utilização das
propriedades biológicas de substâncias exógenas (principalmente ingerida na forma de
chá) para curar ou comemorar datas festivas é um hábito cultural muito antigo. Os pesquisadores,
intrigados com o comportamento do ser humano ao beber chás ou outras bebidas,
explicaram por meio de métodos científicos as ações biológicas dessas substâncias.
Depois de analisar, concluíram que muitas dessas substâncias podem beneficiar ou aliviar
a dor, mas também algumas podem causar dependências ou danos letais ao corpo humano.
Veja a seguir um modelo que explica o funcionamento do fármaco no organismo.
Da Papaver somniferum
se obtém o ópio, do qual se
extrai morfina (analgésico
mais poderoso conhecido
em 1853). Cinchona officinalis
contém a quinina
(antitérmico).
Há tempo que a ação dos medicamentos em nosso organismo é objeto de estudo.
O químico alemão Hermann Emil Fischer [1852–1919] formulou um modelo conhecido
como chave-fechadura, utilizado até os dias atuais.
119

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
J. Yuji
Hely Demutti
O modelo chave-fechadura
explica por que determinadas
substâncias
têm atividade biológica no
organismo e outras não.
Substâncias ativas são como
chaves específicas que
interagem com determinadas
macromoléculas, biorreceptores
que atuam como
fechaduras. Por isso a
atividade farmacológica de
um fármaco está relacionada
diretamente com a sua
estrutura química e com a
afinidade por seu receptor.
Os medicamentos genéricos
são identificados
por uma faixa amarela como
a apresentada nesse
medicamento.
Simplificadamente, esse modelo define que as moléculas das
substâncias ativas em nosso organismo seriam como chaves específicas.
Essas chaves interagem com macromoléculas do organismo,
chamadas biorreceptores, como se elas fossem fechaduras.
É dessa interação chave-fechadura que resulta a resposta farmacológica
de substâncias ativas presentes em medicamentos. O modelo
chave-fechadura permite fazer hipóteses sobre a estrutura
do receptor a partir da estrutura molecular do fármaco. Observe
o esquema ao lado.
De um modo mais simples, podemos explicar a dinâmica do
alívio da dor:
• primeira etapa: administração e absorção do fármaco no organismo;
• segunda etapa: distribuição desse fármaco pelo corpo;
• terceira etapa: interação com o receptor no organismo e desencadeamento da resposta
farmacológica;
• quarta etapa: eliminação do fármaco do organismo.
Os fármacos são responsáveis pela prevenção do agravamento de doenças crônicas
e infecções.
Todo medicamento tem um princípio ativo (fármaco), que é a principal substância
da sua fórmula, responsável pelo seu efeito terapêutico. Na aspirina, como vimos, o
princípio ativo é o ácido acetilsalicílico, uma substância que apresenta funções mistas:
ácido carboxílico e éster.
Um medicamento genérico tem o mesmo princípio ativo e a mesma dose; é administrado
pela mesma via e tem a mesma indicação terapêutica de um medicamento
de referência, que é aquele cuja eficácia e qualidade foram comprovadas cientificamente
por laboratórios que possuem registro de suas fórmulas no Ministério da
Saúde há bastante tempo.
Esses medicamentos recebem o registro de “genéricos” somente depois de terem
sido testados e aprovados por laboratórios habilitados pela Anvisa (Agência Nacional
de Vigilância Sanitária), órgão ligado ao Ministério da Saúde.
A diferença entre medicamentos de marca tradicional e genéricos, na verdade, é o
custo, uma vez que a maioria dos genéricos têm seus preços em média 30% mais baratos.
Muitas pessoas questionam se os genéricos fazem o mesmo efeito que os medicamentos
de referência. De acordo com a Anvisa, o genérico “contém o mesmo
fármaco (princípio ativo), na mesma dose e forma farmacêutica, é administrado pela
mesma via e com a mesma indicação terapêutica do medicamento de referência”. A
grande diferença está no laboratório que produz os dois tipos.
A vantagem maior de utilizar os genéricos é, com certeza, o preço, uma vez que
são produzidos por diversos laboratórios e não têm os custos de propaganda dos
remédios de marca. Em países como os Estados Unidos, Japão e alguns da Europa, os
medicamentos genéricos já são adotados há mais de 20 anos. Nos Estados Unidos,
por exemplo, os genéricos correspondem a 40% dos medicamentos consumidos.
Com todos esses medicamentos sendo vendidos nas farmácias, é importante lembrar
um dos direitos do cidadão, que é a preservação de sua saúde; por isso é imprescindível
que toda pessoa seja bem informada quanto ao uso, às vantagens e às
desvantagens de todos os medicamentos que consome.
Lembre-se de que, por mais simples que pareça o problema de saúde, apenas o
médico é capaz de prescrever alguma medicação e orientar a respeito do que usar
120

para curar ou aliviar os sintomas do incômodo. Essa tarefa nunca pode ficar a cargo
de vizinhos, balconistas de farmácias ou pessoas oferecendo curas milagrosas.
Os fármacos de origem sintética representam significativa parcela do mercado
farmacêutico. A seguir, comentaremos sobre alguns medicamentos utilizados para
doenças crônicas e alguns remédios usados para alívios de dor.
Aspirina
Desde a sua descoberta, os analgésicos tiveram grande destaque na Medicina. Na
Antiguidade já se utilizava chá de plantas medicinais para o alívio de dores. No Brasil, da é comum a ingestão de chás como o de fedegoso (Cassia occidentalis) para se obter
efeito analgésico.
Em nosso estudo sobre as substâncias orgânicas e os medicamentos analgésicos, é
importante de falar sobre o ácido acetilsalicílico, conhecido como aspirina, que é considerado
um grande avanço da farmacologia do século ainpassado.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
O ácido acetilsalicílico é a droga mais utilizada no mundo.
É um bom exemplo de como a evolução do chá ro se tornou medicamento sintético e de como a pesquisa
caseievoluiu
a ponto de propor variadas prescrições do mesmo
medicamento para tratar diferentes doenças.
A aspirina continua a ser
um medicamento muito
utilizado como analgésico
e no tratamento de
doenças cardíacas.
Eduardo Rivero/Shutterstock
Devido ao seu caráter inovador, a aspirina teve um papel extremamente importante
na história da indústria farmacêutica. Sua síntese foi feita pela primeira vez em 1853
pelo químico francês Charles Gerhardt [1816-1856], que descobriu a estrutura química
do ácido salicílico, substância de origem natural a partir da qual o ácido acetilsalicílico
foi obtido.
Em 1899, uma importante indústria química obteve o registro da patente da aspirina,
embora já a comercializasse. Dois detalhes são interessantes nesse caso: o fato de
a aspirina ter sido o primeiro comprimido produzido, visto que seu pó é pouco solúvel
em água; a cartilha feita pela empresa para informar aos médicos as suas vantagens.
Um século depois, apesar do surgimento de tantas novas drogas, a aspirina ainda
é o medicamento mais vendido em todo o mundo. Atualmente, além de ser prescrita
como analgésico, é indicada para o tratamento de muitas doenças, incluindo
as cardíacas.
Hoje, a indústria farmacêutica oferece um grande número de analgésicos. O paracetamol
ou acetoaminofeno, por exemplo, é conhecido por provocar menos efeitos colaterais
com o uso contínuo. Dores no estômago e úlceras costumam ser os efeitos colaterais
do ácido acetilsalicílico após utilização prolongada. Podemos observar, na estrutura
do acetoaminofeno, os grupos funcionais característicos das funções fenol e amida.
Medicamentos como os antigripais, descongestionantes nasais e antitussígenos,
bastante conhecidos da população, têm princípios ativos derivados de aminas. As aminas
são substâncias que apresentam em sua fórmula um átomo de nitrogênio ligado
a um ou mais grupos alquila ou arila.
O acetoaminofeno é
um fármaco que se tornou
bastante popular ao longo
dos últimos anos.
121

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Antibióticos
Algumas drogas medicamentosas só foram descobertas em meados do século XX,
quando o avanço tecnológico permitiu melhorar a síntese das substâncias.
Os antibióticos foram descobertos efetivamente em 1932.
Fórmula do prontosil, substância que
Antes disso, muitas pessoas não tinham como tratar de in-
revolucionou a descoberta dos antibióticos
fecções bacterianas e até morriam em decorrência de problemas
de saúde hoje considerados de fácil tratamento. Naquele
ano, descobriu-se um pigmento vermelho, chamado prontosil,
que curava certas infecções. Tal descoberta revolucionou
a história da quimioterapia.
A degradação do prontosil pelo processo in vivo gera a
4-amino-benzeno-sulfonamida – ou sulfanilamida, como é
conhecida comercialmente –, a substância que efetivamente
combate as infecções bacterianas.
Outros derivados da sulfanilamida foram sintetizados e
Um dos produtos da degradação in vivo
receberam o nome de sulfas. Essas agem como agentes anti-
do prontosil é a sulfanilamida, um
-infecciosos, impedindo a multiplicação de muitas bactérias
excelente bactericida
pela inibição competitiva das enzimas responsáveis pela incorporação
do ácido 4-amino-benzoico durante a biossíntese
do ácido fólico; as sulfas são letais às bactérias.
A partir das sulfas, outros antibióticos foram sendo
descobertos.
Em meados de 1928, o escocês Alexander Fleming, em
seus estudos, pesquisava uma colônia de bactérias causadoras
de infecções no organismo humano. Ele observou
que suas bactérias foram contaminadas com um fungo
(Penicillium notatum), por um descuido. Em vez de descartar
o sistema, Fleming continuou a observação e, para sua
surpresa, o fungo passou a produzir substâncias que destruíam
as bactérias à sua volta. Após identificar e isolar essa
substância, ele a nomeou de penicilina, na verdade um poderoso
antibiótico que revolucionou a Medicina, salvando
milhares de vidas.
Collection History of Medicine (NLM), USA
Penicilina
A penicilina foi o antibiótico que salvou a vida de milhares de soldados
na Segunda Guerra Mundial.
Alexander Fleming [1881-1955] foi agraciado com o Prêmio Nobel
de Medicina em 1945, “pela descoberta da penicilina e suas aplicações
terapêuticas”.
122

O que parecia um erro virou uma descoberta.
Em 1937, Fleming, em conjunto com os pesquisadores
Howard Florey e Ernst Chain, purificou a penicilina e em poucos
anos a substância já estava ao alcance da população a
preços cada vez mais acessíveis.
A elucidação da estrutura da penicilina e do seu modo de
ação impulsionou as pesquisas em busca de novos antibióticos
mais eficientes e com menos efeitos colaterais. Hoje são
conhecidos mais de mil antibióticos, variando em fórmula e
estrutura, sendo alguns produzidos em escala comercial. Uns
são obtidos pela fermentação microbiana; outros, sintetizados
em laboratórios a partir de diferentes matérias-primas.
Os antibióticos devem ser usados apenas quando necessário,
e são eficazes somente se usados de maneira da. E isso quem vai decidir é um médico.
A duração do tratamento e a dose diária dependem do
antibiótico específico para o tipo de infecção. Alguns são administrados
durante 5, 10 ou 14 dias. Uma vez iniciado o tratamento,
não se deve interrompê-lo, mesmo se os sintomas
passarem, pois a infecção pode não estar completamente eliminada,
restando os microrganismos mais resistentes da colônia.
adequa-
Os antibióticos apresentam períodos de ação no organismo,
o que influencia diretamente na reprodução das bactérias
patogênicas; portanto, se tomado fora do período indicado,
alteram essa dinâmica de reprodução.
Ao longo dos anos, as bactérias também se tornam resistentes
em decorrência do abuso e do uso incorreto do medicamento.
Elas ficam resistentes ao antibiótico ministrado
com frequência, forçando o paciente a optar por outro tipo.
O perigo é não haver um substituto, ou seja, outro mais potente.
Nesse caso, o paciente corre o risco de ter de vencer
sozinho a infecção.
Coquetel para tratamento da aids
No início da década de 1980, quando surgiram os primeiros casos de aids (Síndrome
da Imunodeficiência Adquirida) no mundo, pouco se podia fazer pelos doentes, pois não
havia um tratamento que combatesse o vírus dessa síndrome.
Em 1984, o agente etiológico da aids foi identificado e denominado HIV (Human
Immunodeficiency Virus, ou Vírus da Imunodeficiência Humana). Em pouco tempo, o
teste sorológico para identificar a infecção pelo HIV passou a ser utilizado nos bancos
de sangue, diminuindo o risco de transmissão em transfusões, até então grande
fator de contaminação.
Em 1986, surgiram as primeiras drogas do grupo do AZT (azidotimidina ou zidovudina)
usadas no tratamento da aids, diminuindo a mortalidade de pacientes com a síndrome.
Mais tarde, surgiram novos medicamentos com menos efeitos colaterais, que eram
os grandes vilões para os pacientes.
A partir daí, a combinação do AZT com essas novas drogas trouxe maior eficácia no
tratamento dos aidéticos.
O Brasil tem se destacado
mundialmente por seu
programa de combate à
aids, conseguindo capacitar
pes soas e definindo
uma política pública
eficiente, que abrange
campanhas educativas,
aconselhamentos, testes
de HIV, distribuição de
preservativos e programa
de tratamento.
Ministério da Saúde, BR
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
123

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
AA/Divulgação
Drogas que atuam como venenos
Muitas drogas atuam no sistema nervoso central, como os analgésicos, que bloqueiam
a sensação de dor. Essas drogas podem ser classificadas em três grupos: depressoras, perturbadoras
ou estimulantes. Todas elas alteram a comunicação química mediante a ativação
ou desativação de certos neurotransmissores, ou seja, de substâncias que transmitem
sinais elétricos no sistema nervoso central, mas produzem resultados diferentes no comportamento
de quem as ingere. Se a pessoa faz uso de estimulantes, há um aumento na
atividade cerebral, que a deixa “elétrica”, ao passo que as drogas depressoras deixam seus
usuários mais aquietados, pois reduzem a atividade do cérebro.
Uma das drogas que atuam no sistema nervoso é o álcool. Ele não atua especificamente
em um agente neurotransmissor, como é o caso da morfina, mas diminui a transmissão
dos sinais nervosos. O álcool é uma droga depressora do sistema nervoso central,
provocando distúrbios na capacidade de percepção e nas habilidades. O seu efeito no
organismo causa sensação de euforia, relaxamento, torna a pessoa mais efusiva, diminui
a tensão, a ansiedade e o tédio, mas sem dúvida reduz o reflexo a estímulos externos.
Essas são as principais razões para que seja proibido dirigir após o consumo de bebidas
alcoólicas. Segundo dados da Polícia Rodoviária Federal, no Brasil morrem mais de
35 mil pessoas a cada ano em acidentes de trânsito, e aproximadamente metade dessas
mortes é provocada por condutores alcoolizados. Além dos efeitos prejudiciais do álcool
no trânsito, ele gera vários problemas de saúde. Ao ser ingerido em grandes quantidades,
age como veneno, causando intoxicação e, em alguns casos, levando a pessoa à morte.
O grupo Alcoólicos Anônimos
é uma irmandade
de pessoas que trocam
experiências a fim de resolver
seus problemas e
ajudar outras pessoas que
desejam se recuperar do
alcoolismo. Está presente
em muitos lugares e é
sempre receptiva àqueles
que querem mudar seu
modo de vida.
Pesquisas realizadas nas principais
capitais do Brasil permitem estimar
que 61% dos acidentados no
trânsito dirigiam alcoolizados.
Em São Paulo, por exemplo,
motoristas alcoolizados são
responsáveis por cerca de 65%
dos acidentes fatais de trânsito.
Mario Angelo
O fígado humano consegue metabolizar cerca de 15 mililitros de álcool por hora, porém,
enquanto trabalha na eliminação do álcool, esse órgão deixa de metabolizar outras
substâncias tóxicas produzidas pelo organismo. Dessa maneira, a permanência do álcool
por longo tempo no organismo afeta uma série de outras funções do corpo.
Está comprovado que o consumo constante de bebidas alcoólicas favorece o aparecimento
de doenças como hepatite, distúrbios do coração, do pâncreas e alguns tipos de
câncer, tais como o de garganta, de boca, de esôfago e de cordas vocais.
Quando o álcool é ingerido em pequenas quantidades, é metabolizado pelo organismo,
de acordo com o esquema a seguir.
124

O alcoolismo é considerado uma doença pela Organização Mundial da Saúde (OMS) e
ocupa o terceiro lugar entre as doenças que mais matam no mundo. Estima-se que cerca
de 90% das internações em hospitais psiquiátricos por dependência química aconteçam
em decorrência do uso do álcool. Segundo o Ministério da Saúde, o Brasil gasta mais de
60 milhões de reais anualmente com o tratamento de alcoolistas.
Apesar dos efeitos danosos para a sociedade, o álcool é uma droga liberada para
o consumo na maioria dos países, tendo seu uso restrito em alguns lugares e para determinadas
faixas etárias. Assim, a ingestão de bebidas alcoólicas precisa ser bastante
controlada pelos consumidores, que devem estar conscientes dos riscos que a cia provoca à saúde.
Outra droga liberada é o cigarro. No cigarro encontramos uma enorme quantidade
de substâncias. A começar por sua fumaça, que por si só já é considerada um poluente
atmosférico. Diversas doenças são provocadas por substâncias tóxicas inaladas pelos fumantes:
problemas de visão, câncer de bexiga, problemas estomacais e intestinais, câncer
de rim, do pâncreas e de outros órgãos. As substâncias presentes na fumaça do cigarro
substânpodem
até branquear os cabelos e causar calvície.
A cada tragada, o fumante ingere uma enorme variedade de substâncias tóxicas provenientes
da combustão incompleta do material do cigarro. Cigarro, charuto e cachimbo
levam à morte milhares de pessoas por ano, em todo o mundo. Quando são acesos, tanto
a fumaça inalada como a que é difundida para o ambiente são nocivas à saúde. Não
existe fumo “saudável”, pois a nicotina e o alcatrão presentes em sua composição, mesmo
quando em baixos teores, fazem com que o dependente queira fumar sempre mais.
O alcatrão do fumo é uma mistura gasosa liberada durante a queima e que contém
mais de 4000 substâncias. Dessas pelo menos sessenta,
como o benzopireno e alguns metais, são cancerígenos e
causam alterações nos genes das células comprometidas
com a divisão celular, favorecendo a multiplicação celular
descontrolada e a consequente formação de tumores.
Você deve conhecer muitas pessoas que fumam e não
conseguem parar. O que será que as torna tão dependentes
do cigarro? A grande causadora dessa dependência é
a nicotina. Ela atua diretamente no sistema nervoso central
(SNC) e provoca uma sensação de bem-estar agradável
e passageira. Quanto mais se fuma, mais o organismo
se adapta à droga.
Você sabe o que a nicotina pode causar? Ela diminui
a capacidade de circulação sanguínea, aumenta a deposição
de gorduras nas paredes dos vasos sanguíneos e
sobrecarrega o coração, podendo levar ao infarto.
O cigarro causa o envelhecimento precoce da pele.
A fumaça libera radicais livres, espécies químicas muito
reativas, que causam a morte celular, contribuindo para
o aparecimento de rugas e para o aumento da predisposição
do câncer de pele e de boca. A elevada temperatura
da ponta do cigarro também contribui para
o envelhecimento precoce da pele e dos cabelos; a cor
amarelada depositada nos dentes, unhas e pele do rosto
vem do alcatrão presente na composição do cigarro;
os cabelos ficam opacos e caem mais; aumento de
acne também pode ser decorrente do uso de cigarros.
Para a Organização Mundial
da Saúde (OMS), o
tabagismo é uma epidemia.
A OMS alerta
que quem começa a fumar
muito cedo, antes dos
20 anos, pode apresentar
mais cedo problemas de
saúde. Segundo dados de
pesquisas, o desenvolvimento
de tumores malignos
tem íntima relação
com as substâncias tóxicas
contidas no cigarro.
Ministério da Saúde, BR
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
125

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Ministério da Saúde, BR
O grande risco dessa droga é causar dependência; mesmo assim, apesar de serem
amplamente divulgados nos meios de comunicação os males provocados por ela, o seu
consumo é muito grande. O melhor a fazer é evitá-la desde cedo.
Uma estratégia adotada
pelas companhias de tabaco
é seduzir os jovens.
A estratégia visa a atrair
novos consumidores para
“substituir”aqueles que
deixam de fumar e aqueles
que já morreram.
Ministério da Saúde, BR
Ministério da Saúde, BR
• Alcatrão: 6 mg
• Nicotina: 0,6 mg
• Monóxido de
carbono: 8 mg
NÃO EXISTEM
NÍVEIS SEGUROS
PARA O CONSUMO
DESTAS SUBSTÂNCIAS.
126

Anfetaminas
Algumas drogas atuam no hipotálamo, parte do cérebro que regula o apetite, inibindo
a fome e provocando sensação de saciedade. Outras inibem a absorção de gorduras
pelo intestino. Genericamente chamadas de “remédios para emagrecer”, essas drogas, se
não forem bem administradas, podem até matar.
Algumas, como as anfetaminas, são tão perigosas que têm uso controlado. E esse é
um dos grandes riscos do tratamento sem orientação médica. Conhecida pelo nome de
benzidrina, a anfetamina foi largamente utilizada na Segunda Guerra Mundial pelos soldados
que queriam evitar a fadiga, aumentar a coragem e diminuir a consciência do perigo.
O uso indiscriminado dessa substância acarretou sérias consequências, como erros
fatais nas aterrissagens por parte dos pilotos, o que levou à sua proibição.
Essa substância causa dependência e altera o comportamento do indivíduo, provocando
diminuição ou perda do apetite, insônia, falta de afetividade, agressividade, taquicardia,
sudorese etc. Estudos mostraram que alunos, ao utilizar as anfetaminas, alteravam o seu
comportamento, tornando-se agressivos, desrespeitosos, descuidados e desinteressados.
Na realização de provas, ficavam inseguros, dando respostas disparatadas às questões.
Hoje, a sua comercialização é controlada; pode ser comprada apenas mediante receita
médica, que fica retida na farmácia.
É importante saber que a utilização de drogas ou mesmo procedimentos cirúrgicos
não são suficientes para a perda permanente de peso. Para isso, devem ocorrer ças de hábitos alimentares, prática de atividade física e acompanhamento de apoio ao
mudanpaciente
por especialistas.
Anabolizantes
Os esteroides anabólicos androgênicos (EAA), ou anabolizantes, são hormônios sintéticos
derivados da testosterona. Eles têm propriedades que favorecem o aumento da
massa muscular e desenvolvem características masculinas. Na medicina, os EAA são geralmente
empregados para tratar pacientes com algum distúrbio que provoque queda
nos níveis de testosterona ou em tratamentos de obesidade, pois o hormônio masculino
provoca um aumento do metabolismo do organismo e, com isso, aumenta a “queima”
de gorduras. Os EAA também têm sido usados, com bons resultados, no tratamento de
pacientes com aids, pois o hormônio reforça o sistema imunológico.
Na década de 1940 e 1950,
a benzidrina foi muito utilizada
com a finalidade de
combater a congestão nasal,
diminuir a fadiga física
e psíquica, conter o sono,
aumentar a capacidade de
estudo, melhorar o aprendizado
e reduzir o apetite.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
AFP/Getty Images
Fórmula estrutural da testosterona: a utilização
de hormônios naturais ou sintéticos
deve ser feita com cautela e somente sob
orientação médica.
Substâncias desse tipo vêm sendo usadas há muitos anos para melhorar o desempenho
físico do usuário. Os africanos utilizavam plantas específicas para afastar
a fadiga e o cansaço; os vikings noruegueses comiam uma espécie de fungo que os
mantinha acordados e descansados para as suas batalhas.
Florence Griffith Joyner
[1959-1998]: Foi uma
das maiores velocistas,
tendo sido acusada de
usar esteroides, mas seus
testes nunca comprovaram
esse fato. Será que
para ser um grande corredor
é necessário usar
anabolizantes?
127

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Muitos campeões olímpicos consumiam testículos de carneiro, principal fonte de testosterona.
Durante a Segunda Guerra Mundial, soldados alemães fizeram uso dos EAA
para aumentar a agressividade em combate. Nos anos 1950, atletas russos utilizaram
EAA para aumentar o desempenho nas competições, mas foi somente nos anos 1970
que se observou o uso efetivo de esteroides anabolizantes entre os atletas amadores.
Em 1975, o uso dos EAA foi vetado pelo Comitê Olímpico Internacional e seus nomes
foram incluídos na lista de substâncias proibidas destinadas a melhorar artificialmente
o desempenho esportivo (doping). Um estudo realizado em 1988 nos Estados Unidos
permitiu estimar que havia mais de um milhão de consumidores de EAA, sendo que a
média de idade para o início do uso era de 15 anos. Atualmente, o uso de anabolizantes
por jovens brasileiros tem alcançado níveis alarmantes.
U.S. National Archives
O exército alemão fazia
uso de anabolizantes para
aumentar a agressividade
das tropas (Segunda Guerra
Mundial).
O atleta canadense Ben Johnson,
após se tornar recordista
dos 100 metros rasos na
Olimpíada de Seul, perdeu a
medalha pelo uso não permitido
de anabolizantes.
G.Giansanti/Corbis Sygma
A prescrição e a venda indiscriminada dos EAA em
academias e lugares não autorizados têm permitido
a oferta de produtos de baixa qualidade, que entram
ilegalmente no Brasil, comprometendo ainda mais a
saúde dos usuários.
Além das aplicações médicas citadas, os EAA são
utilizados por médicos em outros tratamentos. Você
acha que eles devem ser utilizados para fins estéticos?
É muito importante entender os riscos do uso de
drogas para a nossa saúde, independentemente
de o seu uso ser legalizado ou não, ou da pressão do
grupo social a que pertencemos. Afinal, se a vida é o
nosso bem primordial, por que não buscar práticas
saudáveis que nos proporcionem o prazer de viver?
E desfrutar com liberdade nossas potencialidades,
em vez de nos tornarmos dependentes de substâncias
que constrangem nossas ações?
128

EFEITOS INDESEJÁVEIS DOS ESTEROIDES ANABOLIZANTES
Crescimento de barba e pelos no corpo (principalmente na mulher)
Ginecomastia (desenvolvimento de mamas no homem)
Alterações e/ou ausência do ciclo menstrual
Dor de cabeça, tremores e dores nas juntas
Problemas com tendões e ligamentos
Quadro de depressão ao parar de tomar a droga
Aumento da pressão sanguínea
Impotência masculina
Intolerância à glicose
Aumento da próstata
Difi culdade para urinar
Variação do humor
Perda de cabelo (calvície)
Atrofi a testicular temporária
Icterícia e tumores no fígado
Aumento do clitóris
Maturação esquelética prematura no adolescente
Contagem de espermatozoides reduzida
Voz grave na mulher
Diminuição dos seios na mulher
Aumento de colesterol LDL e diminuição de colesterol HDL (colesterol “bom”)
Puberdade acelerada, levando a um crescimento raquítico no adolescente
E, atualmente, degeneração do coração e do cérebro, elevando o risco de morte súbita
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Olivier/Shutterstock
O uso de anabolizante
deve ser feito somente sob
orientação médica, devido
ao seu efeito nocivo à saúde.
129

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
4 QUÍMICA DOS COSMÉTICOS
Perfumes
A o
falar de beleza e estética, não podemos nos esquecer do toque final: o perfume.
Quem não gosta de pessoas e ambientes perfumados? O nome perfume, que sig-
nifica “odor natural ou artificial agradável”, deriva etimologicamente do latim per fumum,
“pela fumaça”, pois o método utilizado para perfumar ambientes consistia em queimar
materiais em defumadores. Isso era feito para invocar deuses, curar doenças ou, simplesmente,
para seduzir.
Os perfumes são soluções de essências dissolvidas em um ou mais solventes, geralmente
água e álcool. As principais fontes de perfumes são as plantas, mas também são
utilizadas essências de origem animal. Para a obtenção de essências naturais utilizam-se
procedimentos laboratoriais simples, como destilação, raspagem, extração com solvente
e outros. Felizmente, as fragrâncias sintéticas estão substituindo gradativamente as essências
naturais, evitando o sacrifício e até a extinção de espécies vegetais e animais. O uso
de matéria-prima sintetizada artificialmente ainda tem outras vantagens, como a possibilidade
de se manter um padrão de qualidade independentemente de fatores climáticos ou
de safra e de se produzirem odores exclusivos, não existentes na natureza.
A originalidade e a personalidade dos perfumes são segredos guardados a sete
chaves. Afinal, a arte de produzir perfumes não é simples e pode gerar muitos lucros.
Na produção de um bom perfume, é necessário considerar variáveis como solubilidade,
temperatura de ebulição e volatilidade
Para fabricar perfumes
para mulheres, homens e
crianças, muitas pesquisas
foram desenvolvidas, levando
em conta propriedades
das substâncias.
Hely Demutti
Cremes hidratantes
Daniela Pelazza/Shutterstock
Os cremes hidratantes
repõem a oleosidade da pele
retirada pelos sabonetes,
pela exposição ao sol ou
pela ação da poeira.
A ação dos sabonetes na limpeza da pele é semelhante à da
limpeza dos cabelos, roupas etc. Os sabonetes são sabões e,
portanto, têm ação desengordurante. A sujeira de nossa pele
é o resultado da gordura e do suor produzidos pelas glândulas
associados à poeira existente na atmosfera. O sabonete
limpa esse acúmulo de sujeira da epiderme, solubilizando a
gordura e a sujeira em água para facilitar a lavagem do corpo
durante o banho.
130

O efeito do sabonete, do sol e da poeira sobre a pele pode deixá-la ressecada, e
para amenizar esse efeito, usamos os cremes hidratantes. Na realidade, os cremes hidratantes
têm outras funções na cosmetologia, pois são a base para vários outros tipos
de cremes de tratamento de beleza; mas a sua principal função é proteger a pele contra
o ressecamento e manter a elasticidade. O ingrediente básico é a lanolina, introduzida
no mercado para a produção de cosméticos na década de 1930. Trata-se de uma
mistura de ácidos graxos (gorduras) e seus ésteres, que tem o aspecto de uma massa
branca amarelada e consistência pastosa. É sintetizada pelas glândulas foliculares da
pele e tem propriedades hidrofílicas, ou seja, apresenta grupos funcionais que interagem
fortemente com moléculas de água, o que lhe confere um eficiente poder hidratante
e amaciante. Comercialmente, é obtida como subproduto da limpeza de lã de
carneiro bruta, por meio da lavagem com sabão, sendo em seguida refinada, desodorizada,
descorada e secada. É rapidamente absorvida pela pele, por isso é o excipiente
(substância inerte, integrante das fórmulas, que dá volume e peso com a finalidade de
facilitar o trabalho de dosagem e confecção para produtos na forma de pó ou pasta)
mais usado em pomadas de uso farmacêutico, para transportar substâncias que são
absorvidas pela pele para as camadas mais profundas, como a derme e a hipoderme.
A lanolina é um componente muito usado na formulação de sabonetes, amaciantes
de roupas, produtos para couro e peles de animais.
A lanolina, presente
nos cremes hidratantes,
sabonetes e amaciantes
de roupas, é um material
constituído por vários tipos
de substâncias, como
ésteres, poliésteres,
álcoois e ácidos graxos.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Lanolina
A lanolina, que, a princípio, melhorava a qualidade de alguns cremes de pele, é ingrediente
comum a esse produtos. Atualmente as indústrias, no intuito de ampliar o
mercado consumidor e criar novidades, adicionam vitaminas, substâncias fitoterápicas
e outros componentes, para criar diferentes cremes de tratamento de beleza que, além
de promover a hidratação, possam combater o envelhecimento e amenizar efeitos desagradáveis
à pele. O conhecimento do princípio ativo dessas substâncias é muito importante,
pois existem no mercado produtos que não têm comprovação científica, mas
que são consagrados pela mídia e fazem milagres só na propaganda.
Os desodorantes
O suor, que muitas vezes pode ser desconfortável, tem importantes funções para o
metabolismo humano, como, por exemplo, conduzir água para a superfície da pele a fim
de hidratá-la e manter a temperatura corporal.
Basicamente a composição química do suor é 99% de água e, em ordem de concentração
do maior para o menor, íons cloreto, sódio, potássio, ureia, amoníaco, ácido
lático e proteínas. Uma pessoa pode suar dentro de 24 horas entre 1,3 g (quando em
Nos desodorantes são
encontradas substâncias
que inibem a ação bacteriana
ou reduzem a produção
de suor.
Africa Studio/Shutterstock
131

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Hely Demutti
Banhos demorados, quentes
ou com muito sabão
retiram a oleosidade da
pele e podem favorecer
irritações e alergias. Os
batons, além de estarem
associados à estética,
também servem para
proteger os lábios contra
o ressecamento, pois
apresentam uma mistura
de óleos e ceras.
repouso) e 10 L (em condições extremas). A transpiração corporal é proveniente do trabalho
de 2 a 5 milhões de glândulas sudoríparas espalhadas por quase todo o corpo.
O suor humano é uma solução quase inodora (não tem cheiro),
porém as associações com microrganismos existentes normalmente
na pele, que interagem com os componentes do suor, é que
causam o odor desagradável e algumas doenças da pele como
a acne. O odor das pessoas não está associado à quantidade de
suor que ela produz, mas à quantidade de bactérias existente
na pele. As práticas de higiene habituais, como a lavagem, não
atingem por completo os agentes microbianos existentes na pele,
pois muitos deles estão localizados nos folículos pilosos na camada
inferior da epiderme, ou seja, na derme.
Os cosméticos antissudorais estão disponíveis no mercado em
dois tipos: os desodorantes, que são compostos por substâncias
capazes de desfavorecer as atividades microbianas; e os antitranspirantes,
que agem diminuindo a produção de suor pelas glândulas sudoríparas, a
adstringência, entre outras funções que impedem o metabolismo dos microrganismos.
Nem todo desodorante é antitranspirante. Um bom desodorante é aquele que
oferece melhores resultados para você. Portanto, é necessário que experimentar uma
certa quantidade de marcas diferentes e que ficar atento e aos rótulos para saber a
composição do que melhor se adapta à nossa pele.
Quimicamente, podemos destacar algumas substâncias que fazem parte da composição
dos desodorantes, como: sulfato de zinco, cloreto de zinco, sulfofenato de
zinco, sulfofenato de alumínio, cloridróxido de alumínio, bicarbonato de sódio, triclosan,
brometo de cetiltrimetilamônio, éster trietílico do ácido cítrico.
Fique sempre atento aos rótulos dos produtos que você consome; conhecê-los é necessário
para que se obtenham melhores resultados na sua utilização.
Tome cuidado!
Não use produtos para higiene pessoal e de limpeza em excesso.
O creme dental
Os cremes dentais possuem
diversas substâncias
que auxiliam na limpeza e
conservação dos dentes.
Os dentifrícios têm a função de remoção da placa bacteriana e garantem a limpeza
e polimento dos dentes. Existem três tipos de creme dental: o anticárie, que contém
flúor; o antitártaro, que contém substâncias que reduzem a formação de tártaro; e os
antiplacas, que contêm substâncias antimicrobianas. A composição dos cremes dentais
inclui algumas substâncias que permitem atuar conforme a necessidade, como
é o caso do bicarbonato de sódio, uma substância alcalinizante capaz de
neutralizar os ácidos produzidos pela placa bacteriana durante a
metabolização do açúcar. Os tipos de flúor e sua concentração
variam de acordo com o tipo de abrasivo que o creme
contém. A ação clareadora do creme dental é muito discutida
e pode ser contraindicada. A quantidade de creme
dental a ser utilizada deve ser sempre pequena, pois há
o risco de se engolir flúor em excesso, que é prejudicial.
Leah-Anne Thompson/Shutterstock
132

Xampus e condicionadores
O xampu, palavra que, em sua origem, significa “amassar” ou “massagear os cabelos”,
nasceu na Indonésia. Os ingleses levaram a novidade para seu país e a palavra sofreu influências
de lá. Aqui nós temos a nossa própria grafia, que é “xampu”, apesar de o mundo
comercial preferir a de origem inglesa para grafar em seus produtos.
Os xampus são detergentes, ou seja, substâncias capazes de desengordurar. Têm em
sua formulação os surfactantes ou tensoativos, substâncias que apresentam de fato a
ação detergente, limpando sujeiras associadas a óleos e graxas. Quando o cabelo está
sujo, ele contém óleo proveniente do próprio corpo, insolúvel em água, associado às sujeiras
provenientes de poeiras existentes no ambiente em que fomos submetidos durante
o dia. O xampu, associado à água da lavagem, possibilita a dispersão da sujeira e ra do cabelo em água.
O cabelo é constituído, basicamente, de uma proteína chamada queratina. Outras partes
do corpo de animais em geral, como unhas, bicos, pelos, cascos, espinhos (do porco-
-espinho) etc. também são formadas por queratina. Em cada fio de cabelo existem milhares
de cadeias de queratinas entrelaçadas em forma de espiral, gerando placas que se
sobrepõem, resultando em um longo e fino “cordão” proteico. Como experiência, pegue
alguns fios de cabelo liso e tente passar por entre os dedos no sentido de cima para baixo
e, em seguida, de baixo para cima; você sente uma diferença, uma certa aspereza, quando
o seu movimento tem o sentido oposto ao das placas de queratinas. Essas proteínas
gorduinteragem
fortemente entre si, de várias maneiras, o que resulta na forma característica
de cada cabelo: o liso, o enrolado, o ondulado.
Existe na formulação dos xampus basicamente dois tipos de substâncias: o tensoativo
aniônico (um tipo de detergente) e a alcalonamida (ou amida). O primeiro retira a gordura
e a sujeira, como já foi explicado, mas causa um inconveniente: resseca muito o cabelo,
além de causar uma ação eletrostática nos fios, deixando-os rebeldes, por causa da repulsão
entre as moléculas de surfactantes aniônicos (negativos) que permanecem no cabelo
mesmo depois do enxágue. A alcalonamida irá repor um pouquinho da oleosidade
retirada pelo detergente, para diminuir o ressecamento.
Portanto, xampu para cabelos oleosos contém pouca alcalonamida e mais tensoativo;
já os xampus para cabelos secos contém uma quantidade maior de alcalonamida
e menor de tensoativo.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Para que cada xampu seja
adequado ao tipo de
cabelo, substâncias são
adicionadas conforme a
propriedade que se deseja:
para cabelos oleosos,
menos alcalonamida e
mais tensoativo do que
para cabelos normais; e
para cabelos secos, derivados
de coco e arroz em
vez de cloreto de sódio.
Fotos: Hely Demutti
133

QUÍMICA DA SAÚDE E DA BELEZA E A NOMENCLATURA ORGÂNICA
Um outro componente usado na fabricação dos xampus é o cloreto de sódio. Essa
substância aumenta a viscosidade e faz o produto parecer mais concentrado, mas tem
o inconveniente de provocar ainda mais o ressecamento do cabelo. Para as pessoas
que possuem cabelos secos é melhor usar xampus que não contenham esse sal; em
seu lugar são adicionados alguns derivados de coco e arroz, para provocar o espessamento
do xampu.
Além dos xampus usados para o banho, você utiliza condicionadores. Sabe qual
é a sua função? Eles são feitos a partir de surfactantes catiônicos. Em sua composição
existem também outros produtos para repor a oleosidade retirada pelo xampu.
Quando os cabelos são lavados pelos xampus, os surfactantes aniônicos se associam
à queratina dos fios de cabelo, que ficam carregados eletricamente, e as escamas de
queratina que formam os fios de cabelo ficam levantadas, com aspecto mais quebradiço
e sujeito a agressões. Os condicionadores têm a função de eliminar a eletricidade
do cabelo, pois, interagindo fracamente com polímeros e proteínas neutras, são
capazes de agregar e arrastar moléculas de xampu que ainda estão no cabelo. Assim,
as escamas do cabelo se fecham, o pH do cabelo fica equilibrado e os cabelos ganham
maleabilidade. O uso de condicionador pode aumentar a oleosidade do cabelo.
Portanto, quem tem cabelo oleoso não deve usar muito condicionador, ou somente
usá-los nas pontas dos fios.
Condicionadores não provocam queda de cabelo. Na realidade, o condicionador
desembaraça os cabelos, e os fios que já haviam se soltado do couro cabeludo saem
durante a lavagem, dando a impressão de que ele promove a queda anormal de belo. A queda é mais lenta durante o dia, pois esses fios soltos ficam embaraçados
canos
outros que ainda estão presos e não caem facilmente.
Hely Demutti
Ao ficar muito tempo na água de uma piscina, retira-se a oleosidade natural dos cabelos. Depois, é preciso
lavá-los bem com xampu para retirar as impurezas vindas da água, tais como cloro, protetores solares etc.
Consequentemente, o cabelo perde toda sua oleosidade, que deve ser reposta com cremes hidratantes.
Quanto maior o cabelo, maior a necessidade de um tratamento adequado.
134

Exercícios
1. Qual é a importância de um fármaco?
2. Explique o modelo chave-fechadura.
3. Indique quantos grupos funcionais existem na estrutura
química da morfina e da quinina.
4. O que é um princípio ativo de um fármaco? Qual é o
princípio ativo da aspirina?
5. O princípio ativo de um fármaco é o mesmo de um dicamento genérico?
me-
6. Cite algumas diferenças entre fármacos e tos genéricos.
medicamen-
7. Segundo algumas estatísticas, o Brasil é o terceiro consumidor
mundial de sabonete, perdendo apenas para os
Estados Unidos e a Austrália. Será que isso significa que
todos os brasileiros têm acesso a esse bem? Se não têm,
como se justifica esse consumo?
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
8. Por que algumas pessoas apresentam odor desagradável
quando transpiram e outras não?
9. Que aspectos positivos podem ser apontados na substituição
das essências naturais por essências sintéticas
na produção de perfumes?
10. Será que pode ocorrer algum tipo de dano à pele se você
utilizar qualquer produto de higiene pessoal ou mesmo
perfume em excesso? Quais seriam esses danos?
11. Hoje se têm disponíveis várias marcas de xampu e condicionador
para os cabelos. Um grupo que vem ganhando
espaço entre os consumidores são os xampus sem
sal (cloreto de sódio). Em que situações esses xampus
são indicados?
12. Como atuam os condicionadores no tratamento dos
cabelos?
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Nomenclatura orgânica: regras gerais
b O nome das substâncias orgânicas de cadeia normal é dividido em: prefixo, infixo e sufixo.
• Prefixo: indica o número de átomos de carbono.
• Infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos.
• Sufixo: indica o grupo funcional a que pertence a substância orgânica.
b As substâncias de cadeia ramificada obedecem a algumas regras. Na escolha da cadeia principal,
deve-se considerar a cadeia que:
• contenha o grupo funcional.
• contenha o maior número possível de insaturações.
• tenha o maior número de átomos de carbono, considerando os itens anteriores.
b Para nomear a substância, deve-se:
• numerar a cadeia principal a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional, segundo a
prioridade: grupo funcional > insaturação > ramificações.
• verificar se os números que localizam o grupo funcional, as insaturações e as ramificações são as
menores possíveis. No caso do grupo funcional, antes do sufixo, nas insaturações, antes do anfixo,
e antes do nome da ramificação.
• verificar se as ramificações estão relacionadas em ordem alfabética. Existindo mais de uma ramificação,
indicar os prefixos di, tri, tetra etc.
135

Capítulo 4
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Tema em foco
O que são polímeros?
O que fazer para reduzir o problema ambiental
provocado pelos plásticos?
OS PLÁSTICOS E O AMBIENTE
Pense
Qual é a importância do plástico para nossa sociedade?
Dos materiais que você usa diariamente, quantos são feitos de plástico?
Quais são os inconvenientes do plástico depois de ser utilizado?
Centro de História Unilever Brasil
Centro de História Unilever Brasil
Na história da humanidade há várias descobertas
que mudaram o rumo do seu desenvolvimento.
Algumas ocorreram quando antigas
civilizações aprenderam a produzir objetos
usando metais como matéria-prima. Os
períodos históricos Idade do Bronze e
Idade do Ferro foram assim denominados
em razão do predomínio do uso de
materiais desses metais na confecção de
instrumentos de trabalho e armas.
No século XX, também houve uma
importante invenção que mudou muito o
modo de produção da sociedade industrial:
o plástico. A nossa era poderia muito bem
ser chamada “Idade do Plástico”.
Antigamente, a maioria das embalagens era
feita de papel. Hoje, elas são feitas de plástico.
136

Os plásticos são materiais constituídos por moléculas denominadas polímeros, que são moléculas que apresentam
em sua estrutura unidades que se repetem. Neste capítulo, vamos estudar sobre a química dessas moléculas, mas
antes vamos continuar a ver as suas aplicações nos materiais chamados de plástico.
Por muitos séculos, a madeira foi usada como o principal matéria-prima de embalagens. Faziam-se caixas para
vários produtos e, ainda hoje, é utilizada para esse fim, porém em casos restritos. No início do século passado, o desenvolvimento
da indústria do papel levou a uma ampla utilização desse material para embalar produtos. Até os dias
atuais, várias mercadorias, inclusive sapatos, são acondicionadas em caixas de papelão para a venda.
Entretanto, os plásticos chegaram, popularizaram-se e tomaram conta do mercado. As embalagens de refrigerantes
são plásticas, os pães são embalados em sacos de papel, que são colocados em sacolas plásticas, as caixas de
sapato são colocadas em sacos plásticos etc. No supermercado, tudo é embalado em sacos plásticos. A utilização de
embalagens de plástico torna menor o custo de transporte dos materiais, já que são cerca de sete vezes mais leves e
menos volumosas que as de papel.
Contudo, não foi só a versatilidade, praticidade, leveza e durabilidade que levaram ao amplo emprego do plástico.
O principal fator é o econômico: o custo de produção de materiais feitos de plástico é menor, tornando-os mais
vantajosos comercialmente. Em decorrência da ampla utilização, estima-se que a produção mundial de plásticos seja
de cerca de 200 milhões de toneladas por ano.
Por isso, podemos dizer sem exagero que estamos vivendo a “era dos plásticos”, pois quase tudo o que nos rodeia
atualmente é de plástico ou apresenta alguma parte feita de plástico.
A revolução que os plásticos provocaram no modo de produção de materiais também pode ser vista como benéfica
ao ambiente, já que há vários fatores que o tornam menos poluente. Devido à sua leveza, o custo de seu
transporte é reduzido, contribuindo para a economia de combustíveis e, consequentemente, na emissão de gás
carbônico para a atmosfera. O seu processo de produção gera poucos resíduos poluentes e consome pouca gia, ao contrário do que ocorre, por exemplo, com a produção de metais. As embalagens plásticas conservam por
enermais
tempo os produtos nelas contidos, diminuindo suas perdas. Sua produção pode ser vista como uma forma
de fixar o carbono de maneira a reduzir a liberação desse para a atmosfera. É um material que apresenta grande
potencial de reutilização e o seu reprocessamento economiza energia e matéria-prima, além da possibilidade de
produzir energia. É um material que oferece menor risco de contaminação, sendo muito empregado na Medicina,
além de ser utilizado para guardar produtos tóxicos, protegendo a vida das pessoas. Atualmente, copos, seringas
e outros utensílios de plástico descartáveis são utilizados em hospitais e em vários estabelecimentos comerciais
como forma de se evitar a transmissão de doenças, substituindo diversos materiais que antigamente eram de vidro.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Robert Kneschke/Shutterstock
Os plásticos provocaram
uma revolução no acondicionamento
de diversos
produtos, trazendo vantagens
devido a sua leveza e
durabilidade que aumenta
o tempo de conservação
dos materiais por eles
acondicionados. O seu uso
indiscriminado pode acarretar
grandes problemas
ambientais.
137

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Luiz Vasconcelos/Acrítica/Pagos
Devido ao seu largo emprego, uma qualidade que torna tão vantajosa a sua utilização se torna um problema:
sua durabilidade. Alguns plásticos podem, em condições normais, permanecer no ambiente por mais de 500 anos e,
consequentemente, ocasionar vários problemas ambientais.
O plástico abandonado interfere no ambiente, obstruindo redes naturais de água (como rios e córregos),
de esgoto e de águas pluviais, causando enchentes e outros inconvenientes. Ele também ameaça a vida
de animais, que podem ingeri-lo e se asfixiar. Existem vários plásticos cujas moléculas contêm halogênios,
que, quando queimados, geram gases tóxicos.
O que ocorreu é que, estimulado pela indústria do marketing, o plástico passou a ser utilizado de forma exage-
rada. Atualmente, o consumo desse material é feito em uma escala astronômica. Como a sociedade ainda não se
utiliza de mecanismos adequados para o destino de seus resíduos, quer por falta de hábitos dos consumidores, quer
por falta de um sistema público de coleta, o plástico causa uma desagradável sensação visual. Apesar de alguns cálculos
indicarem que os plásticos representam menos de 10% do lixo urbano, o volume que ocupam acaba dando a
impressão de que eles são o material mais prejudicial ao ambiente.
Apesar de sua grande utilidade, os plásticos podem gerar sérios problemas ambientais.
138

É preciso avaliar, em termos econômicos e ambientais, a relação custo-benefício decorrente
do uso de plásticos. Você já pensou na enorme quantidade de sacos plásticos
disponíveis no supermercado e que vai para a lixeira após uso? Pense nisso antes de
usar qualquer material plástico, pois cada saco ou copo descartável que você desperdiça
significa menos petróleo e mais poluentes no futuro. Às vezes, o que parece não ter
custo para você sai muito caro para o ambiente.
Com essa preocupação, inúmeras pesquisas têm sido desenvolvidas para produzir
plásticos por meio de processos menos agressivos ao ambiente. Atualmente, por
exemplo, para produzir plástico são consumidos entre 40% e 70% menos energia do
que se consumia há cerca de 20 anos.
Por outro lado, para reduzir satisfatoriamente as consequências negativas decorrentes
da produção e do descarte dos plásticos, são necessárias mudanças profundas em
diversos segmentos de nossa sociedade. Para isso é preciso considerar não apenas o
custo financeiro, mas também o custo ambiental. O governo precisa incentivar pesquisas
e estabelecer políticas de reaproveitamento de plásticos. A população deve aprender
a usar racionalmente tudo o que é produzido com o plástico, diminuindo seu consumo
para reduzir os problemas ambientais que ele causa.
Os 3Rs do uso de plásticos
Evite usar materiais descartáveis,
mas, sempre que tiver
de usá-los, busque dar
um destino adequado para
que eles possam ser
reciclados.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Pense
Como diminuir os problemas causados pelo uso de plásticos?
No momento, nossa sociedade não tem como abrir mão do uso de plásticos. Uma
saída econômica e ecologicamente correta para minimizar os problemas ambientais
gerados pelo seu uso é reduzir seu emprego. O uso de copos descartáveis, por exemplo,
pode ser reduzido consideravelmente se a sua prática passar a ser apenas quando
estritamente necessária. Uma pessoa, no trabalho ou em uma festa, pode usar o mesmo
copo para se servir mais de uma vez, ou, o que é ideal, usar canecas não descartáveis.
Os sacos de supermercado deveriam ser bem preenchidos, reduzindo assim a
quantidade utilizada, e deveriam ser usados somente para o necessário, pois, muitas
vezes, a mercadoria cabe perfeitamente no bolso ou na bolsa, dispensando qualquer
embalagem plástica para o seu transporte.
Outra saída para reduzir os problemas causados pelo uso de plásticos é reutilizá-los.
Um bom exemplo dessa reutilização é aproveitar os sacos de supermercado
para embalar lixo, dando-lhes nova utilidade. Garrafas PET, depois de utilizadas,
têm sido reutilizadas em diversas outras funções como, por exemplo, na produção
de artesanatos.
E o que fazer com as embalagens de plástico que podem ser reutilizadas, como
é o caso das embalagens de produtos de limpeza? Para essas, reciclagem é o melhor
destino.
Diferentes plásticos são constituídos por diferentes polímeros, que lhes conferem
propriedades diferenciadas. Por isso, sua reciclagem exige que materiais sejam separados
de acordo com o tipo de polímero. Para facilitar a reciclagem, os objetos confeccionados
a partir de plásticos reutilizáveis são classificados e marcados com códigos
específicos de reciclagem, que indicam o tipo de material utilizado em sua confecção,
conforme o quadro a seguir.
1
PET
Cada plástico é constituído
por um tipo de
polímero diferente, que
pode ser identificado por
sua simbologia.
Hely Demutti
139

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Código de
reciclagem
1
PET
2
HDPE
DENSIDADE E CÓDIGO DE RECICLAGEM DE ALGUNS POLÍMEROS IMPORTANTES
Símbolo e nome
PET
poli(tereftalato
de etileno)
HDPE
polietileno de alta
densidade
Densidade
(g/mL)
1,38 – 1,39
Exemplos de aplicação
Frascos para bebida
e armazenamento de
alimentos
0,95 – 0,97 Garrafas e brinquedos
Fotos: Hely Demutti
3 PVC
poli(cloreto de vinila)
PVC
1,19 – 1,35
Filmes para alimentos,
tubos e conexões
4
LDPE
LDPE
polietileno de baixa
densidade
0,92 – 0,94 Embalagens plásticas
5
PP
PP
polipropileno
0,90 – 0,91
Embalagens,
eletrodomésticos
e acabamentos
6
PS
poliestireno
1,05 – 1,07
Toalhas, baldes
e brinquedos
PS
7
OUTROS
Varia conforme
o plástico
Tubos, revestimentos
e pneus
OUTROS
Obs.: De acordo com as normas da Iupac, só se usam parênteses em nomes de polímeros no caso de ambiguidades. Por esse motivo, em alguns nomes de polímero há parênteses e, em outros, não.
140

Plásticos biodegradáveis
A resistência química dos plásticos permite que eles sejam utilizados inclusive para
armazenar ácidos ou bases fortes, substâncias muito reativas. Entretanto, essa vantagem
se torna um problema quando os frascos produzidos para essa utilidade são descartados
e levam séculos para se decompor no ambiente. Tentando resolver esse problema,
vem sendo desenvolvido diferentes tipos de plásticos biodegradáveis.
Um produto é considerado biodegradável quando microrganismos naturais podem decompô-lo,
transformando-o em substâncias mais simples que causam menor impacto ambiental.
Mas o que são plásticos biodegradáveis? São plásticos obtidos a partir de pequenas
moléculas que, quando unidas, formam moléculas, bem maiores, similares, a polímeros
naturais, como, por exemplo, o amido, naturalmente biodegradáveis. Microrganismos que
já tenham enzimas específicas para a degradação dessas moléculas naturais levam à quebra
das enormes cadeias poliméricas. Essas moléculas resultantes com cadeias menores,
embora sejam de plástico, apresentam maior superfície de reação, fator que favorece a
rapidez de sua degradação.
Já está sendo comum encontrar em supermercados, na Europa, plásticos biodegradáveis.
A evolução de seu uso vai reduzir parte do problema ambiental dos plásticos.
Muita pesquisa também tem sido feita para produção de polímeros reativos na presença
de luz. São os chamados polímeros fotodegradáveis, e podem apresentar diversas
aplicações, como, por exemplo, plásticos fotodegradáveis e materiais biomédicos. Para nar os polímeros fotodegradáveis, adiciona-se um cromóforo (carbonilas, cloretos e óxidos
tormetálicos)
à cadeia, tornando-a sensível à luz UV, que a quebra, causando sua degradação.
O uso de plástico biodegradável
pode amenizar
o impacto ambiental do
lixo, mas temos que tomar
cuidado para não considerar
que, por ser dável, podemos utilizá-lo
biodegraindiscriminadamente.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Catherine A. Scotton
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. Explique como novos materiais, como os plásticos, transformam a nossa sociedade.
2. Qual é a importância dos plásticos na sua vida?
3. Comente a seguinte questão: É correto utilizar o petróleo (recurso não renovável) para a produção de plástico,
sabendo que o destino final desse material quase sempre é o lixo?
4. Identifique os problemas causados ao meio ambiente pelo uso de tantos materiais plásticos.
5. Segundo pesquisas, em 2003, o Brasil consumiu mais de 300 mil toneladas de resinas PET na fabricação de embalagens;
desse total, 35% foi reciclado. Analise os pontos positivos e negativos do uso do PET nas indústrias.
6. Explique por que não se pode reciclar conjuntamente os diferentes tipos de plásticos, já que todos são polímeros.
7. Relacione diferentes exemplos de medidas a serem adotadas pelos consumidores para reduzir o consumo de materiais
plásticos.
141

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Visuals Unlimited/Corbis
Moléculas de glicose
constituem as fibras de
celulose, um polímero,
que dão sustentação às
árvores.
1 PLÁSTICOS E POLÍMEROS
Pense
O que são plásticos? O que são polímeros?
O s seres vivos apresentam em sua constituição diversos polímeros naturais. São
exemplos desses polímeros muitos carboidratos, as proteínas e os ácidos nucleicos
que constituem o DNA, responsável pelas características genéticas dos seres vivos. Além
disso, os seres humanos aprenderam muito cedo a utilizar polímeros em suas atividades.
Por volta de 1000 a.C., os chineses já usavam extratos vegetais à base de polímeros
para impermeabilização de madeiras. A utilização do âmbar, um polímero natural, é citada
pelo romano Plínio, o Velho [23-79 a.C.], em seus escritos.
Embora os primeiros relatos sobre a utilização da borracha sejam do século XVI, sabese
que nativos da América Central há muito tempo já empregavam esse material para impermeabilizações
e na confecção de pequenos objetos. Levada para a Europa, durante a
colonização da América, a borracha natural foi gradativamente ganhando novas utilidades.
O físico e químico francês Henri Victor Regnault [1810-1878] relatou, em 1835, a produção
inédita do cloreto de vinila. Três anos depois, ele produziu, pela primeira vez, o li(cloreto de vinila) – PVC.
po-
Na longa história do desenvolvimento dos polímeros artificiais, encontramos nomes
conhecidos, como Joseph Priestley, Friedrich Bayer e Charles Goodyear, além de produtos
como goma-laca, PVC, nitrato de celulose, borracha vulcanizada, rayon, viscose, celofane,
neopreno, náilon, acrílico, PET, silicone, teflon, entre outros.
A indústria descobriu nos polímeros uma matéria-prima de enorme versatilidade e investiu
maciçamente no desenvolvimento de novos produtos. Com isso, em 1973 a produção
mundial de plásticos superou, em volume, a produção de aço.
A palavra plástico é um adjetivo que indica a “capacidade de ser moldado”. Para os
químicos, plásticos são materiais poliméricos, constituídos por substâncias orgânicas sintéticas,
que podem ser moldados com o auxílio de calor e pressão. Para a indústria, constituem
matéria-prima para a produção de diferentes produtos.
Hely Demutti
Estrutura molecular da celulose. A celulose é um polímero de condensação natural da
D-glicose. Na sua formação há liberação de moléculas de água.
142

Os polímeros (do grego, poli = “muitas”, e meros = “partes”) são constituídos por uma
mistura de macromoléculas que apresentam unidades estruturais que se repetem. As macromoléculas
dos polímeros são formadas a partir da reação entre moléculas menores, os
monômeros, , gerando cadeias com múltiplas unidades derivadas dos monômeros unidas
por meio de ligações covalentes. Assim, podemos dizer que:
Polímeros são macromoléculas, constituídas por meio de ligações covalentes,
que apresentam unidades estruturais de grupos de átomos (monômeros) unidos por
ligações covalentes que se repetem.
Veja que a característica do polímero é apresentar monômeros que se repetem. Em
cada macromolécula de um polímero, que pode conter centenas ou milhares de átomos, é
possível reconhecer unidades estruturais que se repetem.
Note, no entanto, que nem toda macromolécula é constituída por monômeros. Logo,
podemos dizer que todo polímero é constituído por macromoléculas, mas que, to, nem toda macromolécula é um polímero.
As reações para a formação de polímeros são denominadas reações de polimeri-
entretanzação.
. Controlando-se as condições nas quais essas reações ocorrem, é possível obter
moléculas maiores ou menores. Embora parecidas, as macromoléculas diferem na quantidade
de monômeros que as constituem. Por isso, os polímeros não são considerados
substâncias, e sim materiais, , pois não são formados por um único tipo de constituinte,
uma vez que no processo de polimerização são formadas moléculas de diferentes tamanhos.
Assim, em um polímero podem ser encontradas moléculas com 10 000 meros, outras
com 10 010, outras com 10 050, e assim por diante.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
J. Yuji
polimerização
Os polímeros não são
substâncias, e sim materiais,
pois são formados
por macromoléculas de diferentes
tamanhos. Veja, no
exemplo, que as cadeias representadas
não têm o mesmo
número de unidades.
Sendo os polímeros materiais,
eles não têm massa
molar definida, como no caso
das moléculas. A massa
molar de um polímero é dada
pela massa média das cadeias
poliméricas presentes
no material, dada em unidade
de massa atômica (u).
O avanço no desenvolvimento de polímeros levou ao surgimento de uma subárea da
Química denominada Química dos Materiais.
O exemplo mais simples de polímero é o polietileno – constituído pela união de centenas
de moléculas do eteno H 2 C L CH 2 , também conhecido como etileno. A formação
do polietileno ocorre a partir da quebra de uma ligação covalente entre os átomos de
143

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
O polietileno é,
normalmente, um
plástico transparente
e resistente.
Por isso, a indústria
o utiliza para produzir
embalagens; em
muitos casos, recebe
pigmentos que
lhes confere cor.
Hely Demutti
carbono e a formação de novas ligações covalentes entre moléculas vizinhas, conforme
representa a equação química a seguir. Observe que a unidade que se repete no polietileno
não tem a ligação dupla presente no monômero, apesar de o nome do polímero
fazer referência ao seu monômero.
polimerização
J. Yuji
+ + + +
polimerização
Representação de um pequeno
número de moléculas
de eteno que reagem (polimerizam),
formando uma
pequena molécula de
polietileno.
As fibras são muito utilizadas
na fabricação de veículos.
Carros simples, como os
buggies que circulam por
nossas praias, são feitos de
fibra de vidro. Já para os
velozes carros de competição
da Fórmula 1, utiliza-se a fibra
de carbono.
Os polímeros podem ser classificados em três grandes grupos: plásticos, borrachas e fibras.
Note, portanto, que todo plástico é um polímero, mas nem todo polímero é um plástico.
Existem, ainda, outras classificações para os polímeros, conforme estudaremos mais adiante.
A ampla utilização de polímeros para confeccionar diversos materiais se deve, sobretudo,
às suas propriedades físicas e químicas, como explica a seção a seguir.
Fotos: Hely Demutti
144

2 PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS
CAPÍTULO
Hely Demutti
A
Química dos Materiais criou polímeros que são exemplos da evolução tecnológica
e da aplicação dos conhecimentos da Química Orgânica. Polímeros são materiais
capazes de resistir a condições adversas, como altas pressões e temperaturas. Por isso,
substituem materiais diversos, como madeira, vidro, metais etc.
Para diferentes aplicações, é possível produzir polímeros com diferentes propriedades,
simplesmente alterando suas estruturas e composições. Por isso, o conhecimento dessas
propriedades é de fundamental importância para a indústria.
Os polímeros podem receber diferentes tipos de classificação. Uma delas é feita a partir
de seu comportamento mecânico. Nessa classificação, temos:
a) Plásticos: : materiais poliméricos sólidos em temperatura ambiente
e facilmente moldáveis. Os plásticos, por sua vez, po-
dem ser classificados quanto às suas propriedades mecânicas
de moldagem em:
• Termorrígidos: não podem ser remodelados. Exemplos:
silicone, poliuretano, caseína e baquelite.
• Termoplásticos: podem ser remodelados. Por se degradar
parcialmente, a possibilidade de reciclagem é limitada a um certo
número de vezes. Exemplos: poliamida, polietileno, poli(cloreto de
vinila), poli(tetrafluoretileno), polipropileno, poliestireno e poliacrilonitrila.
b) Elastômeros: : também chamados de borracha, são materiais de grande ticidade que podem, em condições normais, deformar-se e rapidamente voltar
elasao
estado inicial. São largamente empregados em pneus, em solas de sapatos
e em terminais e junções de peças que sofrem grande esforço mecânico.
c) Fibras: materiais que podem ser estirados em filamentos. As suas macromoléculas
são orientadas de forma a aumentar a sua resistência mecânica. Sua
grande utilização está na indústria têxtil.
Hely Demutti
No estilingue, a força utilizada
para esticar o elástico
é transferida para a
pedra que é arremessada.
Por isso, esse antigo brinquedo,
conhecido também
por atiradeira, bodoque,
baladeira e cetra, é
tão difundido no Brasil e
no mundo. O problema é
quando essa força é transferida
para acertar animais,
pessoas, vidraças.
Lembre-se: todo artefato
tecnológico tem que ser
usado apropriadamente.
Hely Demutti
1
2
3
4
5
6
7
8
Termoplásticos são empre-
gados na produção de embalagens,
eletrodomésticos, brinquedos,
tubulações etc.
O náilon, uma poliamida, é muito utilizado pela indústria
por apresentar boa resistência mecânica, impermeabilidade
e baixa densidade.
145

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Hely Demutti
Um chiclete, relativamente
duro, amolece quando
mascado. Isso ocorre em
função da temperatura
interna da boca, porque
a maioria das gomas de
mascar é feita a partir de
poli(acetato de vinila) –
PVA, um material duro à
temperatura ambiente,
mas que amolece quando
a temperatura sobe.
A resistência mecânica
Uma importante característica dos polímeros é a variação da rigidez de acordo com
a temperatura. Isso possibilita que sejam moldados em altas temperaturas e fiquem rígidos
em temperatura ambiente.
As propriedades físicas dos polímeros estão relacionadas à forma e ao modo de
organização de suas moléculas. Durante a reação de polimerização, as moléculas podem
crescer em uma ou mais direções.
A forma das moléculas implica uma mudança nas interações intermoleculares e na organização
de suas moléculas no estado condensado, o que pode tornar o polímero mais
resistente ou mais flexível, conforme a intensidade dessas interações.
Quando as moléculas de polímeros crescem em apenas uma direção, formam polí-
meros lineares. O polietileno é um exemplo, e suas moléculas podem ser representadas
da seguinte forma:
As cadeias de polímeros lineares podem apresentar ramificações, mas as moléculas só
crescem em um sentido. Um exemplo desse caso é o propileno, a borracha sintética, cuja
molécula pode ser assim representada:
Suas longas moléculas podem interagir bem alinhadas entre si ou de forma perpendicular,
formando estruturas tridimensionais. Essas moléculas se organizam do modo representado
na figura a seguir.
A
B
Longas moléculas de polímeros
podem alinhar-se
umas às outras (A), entrelaçando-se,
formando minúsculos
cabos (B) que, por sua
vez, interagem e se entrelaçam
formando fibras (C).
C
É esse entrelaçamento de moléculas e cabos que confere aos sólidos poliméricos grande
resistência mecânica. Quanto maior o tamanho das moléculas, maior será a possibilidade
de entrelaçamento, maiores serão as forças intermoleculares e maior será a resistência.
146

São os polímeros lineares que dão origem a materiais termoplásticos, aqueles que
podem ser amolecidos pelo calor e que, ao se resfriar, voltam a apresentar as mesmas
propriedades iniciais. Desse modo, podem ser reciclados, dando origem a materiais iguais
aos originais. Além disso, esses polímeros podem ser deformados reversivelmente.
CAPÍTULO
1
O policarbonato, utilizado para confeccionar CDs, também é um
termoplástico.
O poliestireno é um polímero termoplástico que serve para confeccionar,
por exemplo, capas de CD.
2
3
4
5
6
7
Macromoléculas que apresentam grupos laterais volumosos e contendo duplas ligações
originam polímeros com menor flexibilidade. Isso ocorre porque esses grupos
dificultam a movimentação das cadeias em função das interações existentes entre elas.
Desse modo, acabam constituindo plásticos rígidos.
Muitas moléculas de polímeros crescem de forma tridimensional, em decorrência das
ligações químicas entre átomos de macromoléculas vizinhas. Nesses casos, temos polí-
meros tridimensionais. Como é de se esperar, essas interações fazem com que as propriedades
de materiais assim sejam diferentes dos polímeros lineares.
Esses polímeros tridimensionais dão origem a materiais termofixos. Esses, uma vez
prontos, não podem ser novamente amolecidos pelo calor e remodelados. O mais comum
é que o aquecimento excessivo leve à decomposição ou mesmo à combustão do material.
Por isso, a reciclagem desses polímeros não permite que sejam aproveitados para a
confecção de objetos iguais aos originais.
Os policarbonatos têm
diversas aplicações, sendo
muito utilizados em coberturas
devido à sua durabilidade
e beleza.
8
J. Yuji
Andrew Koturanov/Shutterstock
Polímeros lineares são mais flexíveis, pois suas macromoléculas,
naturalmente entrelaçadas, permanecem alinhadas
quando os polímeros são estirados.
J. Yuji
Nos polímeros tridimensionais, há macromoléculas que
são unidas a outras por ligações covalentes (na figura, estão
representadas por bolinhas verdes). Por isso são muito menos
flexíveis do que os polímeros lineares, nos quais as moléculas
se unem por meio de interações de Van der Waals.
147

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Wertes/Dreamstime.com
As velas de veleiros são confeccionadas com um tecido chamado
dácron, um poliéster mais resistente que o algodão, de menor densidade,
menos suscetível à deformação e que não mofa.
A estrutura tridimensional das borrachas dos pneus de carros é formada de
poli-isopreno polibutadieno, que é um polímero constituído por macromoléculas
conectadas entre si por meio de ligações covalentes, como se fossem uma rede.
Essa estrutura, denominada reticulada, é muito grande e confere grande resistência
ao material.
Quanto maior o número de ligações covalentes feitas entre as cadeias, maior
a resistência do material, permitindo a ele enfrentar até mesmo o calor excessivo,
como é o caso da baquelite, muito usada em cabos de panelas.
Vadzim Antsukh | Dreamstime.com
A poliamida kevlar é um
náilon utilizado na fabricação
de coletes à prova
de balas, cabos sintéticos,
roupas para bombeiros
etc. O segredo de sua
alta resistência está nas
longas cadeias carbônicas,
que formam moléculas
com massa molecular
da ordem de 10 5 u.
Identificação dos polímeros
A síntese de polímeros pode ser feita por meio de processos industriais adequadamente
controlados, de modo a fornecer materiais cujas moléculas só apresentem pequena variação
de tamanho. Assim como as substâncias, esses polímeros podem ser caracterizados
por propriedades físicas, como densidade, solubilidade em diferentes solventes e temperaturas
de fusão ou de transição vítrea.
A tabela abaixo apresenta valores de densidade de alguns polímeros puros. Note que,
diferentemente de substâncias, polímeros apresentam faixas de valores de densidade.
DENSIDADE DE ALGUNS POLÍMEROS INDUSTRIAIS
Nome – símbolo
Densidade
Poli(etileno) – PE 0,90 – 0,98 g/cm 3
Poli(propileno) – PP 0,92 – 0,94 g/cm 3
Poli(estireno) – PS 1,04 – 1,12 g/cm 3
Poli(tereftalato de etileno) – PET 1,34 – 1,42 g/cm 3
Poli(cloreto de vinila) – PVC 1,39 g/cm 3
Extraído de: BESSLER, K. E.; NEDER, A. V. F. Química em tubos de ensaio. São Paulo: Edgard Blücher, 2004.
Ao se resfriar, os polímeros podem cristalizar ou vitrificar, produzindo materiais com diferentes
propriedades físicas. Para alguns polímeros, a cristalização é o processo mais importante;
para outros, é a vitrificação. Em muitos polímeros, parte do material apresenta caráter
amorfo, enquanto outra parte apresenta suas moléculas organizadas. Assim, podemos falar
em grau de cristalinidade de um polímero para indicar a extensão da ordenação do material.
148

Os polímeros amorfos, assim como os vidros (que não são polímeros), são materiais
sólidos que apresentam estrutura desordenada. Nesse caso, quando passam da
fase sólida para a líquida, na realidade estão passando por uma transição de fase que
se denomina transição vítrea.
A temperatura de fusão (t f ) e a temperatura de transição vítrea (t v ) são fundamentais
para a identificação de muitos polímeros puros e, principalmente, para a nação de suas aplicações
determitecnológicas.
3 PROPRIEDADES DAS
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
A
escolha de um polímero para uma determinada aplicação depende sempre de suas
propriedades físicas e químicas. Essas, por sua vez, dependem das substâncias que
o compõem, variando em função do(s) monômero(s) empregados(s) e do tamanho das
moléculas formadas.
Para entender melhor as propriedades de diferentes polímeros, vamos estudar como
variam as propriedades de substâncias orgânicas. É esse conhecimento que possibili-
ta aos químicos planejar e desenvolver polímeros com características que atendam a
novas demandas.
As propriedades de um material ou substância dependem de seu conjunto de características.
Para facilitar seu trabalho, os químicos observam o comportamento variando
uma característica de cada vez.
Vamos agora analisar a variação de algumas propriedades físicas em função de características
moleculares, tais como massa, tipo de cadeia carbônica e polaridade. Isso nos possibilitará
compreender a relação entre propriedades das substâncias e suas estruturas químicas.
Temperatura de fusão e ebulição
As propriedades químicas das substâncias dependem das interações de seus constituintes
– átomos, íons ou moléculas – com os constituintes de outras substâncias, ocasionando
transformações químicas. As propriedades físicas das substâncias, por sua vez, se referem
às características particulares que dependem das interações entre seus constituintes.
As mudanças de estado de agregação caracterizam propriedades físicas. A temperatura
na qual uma substância muda do estado sólido para o líquido ou do líquido para
o sólido é denominada temperatura de fusão. A temperatura na qual uma substância
muda do estado líquido para o gasoso e vice-versa é denominada temperatura de
ebulição. No caso das substâncias orgânicas, um dos fatores que influenciam essas
temperaturas específicas é a massa molecular. Vamos entender como a massa molar de
uma substância orgânica interfere nessas propriedades.
a) Massa molar
Pense
Como varia a temperatura de fusão de uma substância em função da massa molar?
Muitos plásticos são polímeros
amorfos, pois
são sólidos com estrutura
desordenada como ocorre
com o vidro.
Nelik/Khalchenko Alina/Ugorenkov Aleksandr/
Anggara Dedy/Africa Studio/Dimedrol68/Spe/
Picsfive/Shevchuk Boris/MidoSemsem/Marques/
Clarence S Lewis/Olivier/Quang Ho/Ragnarock/
Tlorna/Olegusk/Richard Peterson/Iasha/Fotofermer/
Alejandro Dans Neergaard/Coprid/Shutterstock
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
149

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Para iniciar nosso estudo, vamos comparar valores de temperaturas de fusão e
de ebulição de alguns alcanos.
TEMPERATURAS DE FUSÃO (t f ) E EBULIÇÃO (t e ) DE ALGUNS ALCANOS
Substância Fórmula Massa molar
t f t e
Metano CH 4 16 g/mol
–182 ºC –161 ºC
Etano C 2 H 6 30 g/mol
–183 ºC –87 ºC
Propano C 3 H 8 44 g/mol
–188 ºC –42 ºC
Butano C 4 H 10 58 g/mol
–138 ºC –0,5 ºC
Pentano C 5 H 12 72 g/mol
–130 ºC 36 ºC
Hexano C 6 H 14 86 g/mol
–95 ºC 69 ºC
Heptano C 7 H 16 100 g/mol
–91 ºC 98 ºC
Octano C 8 H 18 114 g/mol
–57 ºC 125 ºC
Nonano C 9 H 20 128 g/mol
–54 ºC 150 ºC
Variação da temperatura de ebulição em função do número
de átomos de carbono na molécula de alguns alcanos
Temperatura de ebulição
200
150
100
50
0
–50
–100
–150
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Número de átomos de carbono
O gráfico ao lado ajuda a visualizar
melhor a variação da temperatura de ebulição
em função do número de átomos de
carbono na molécula desses alcanos.
Observe que tanto os valores de temperatura
de ebulição quanto os de temperatura
de fusão sobem à medida que
aumenta o número de átomos da cadeia.
TEMPERATURAS DE FUSÃO (t f ) E EBULIÇÃO (t e ) DE ALGUNS ÁLCOOIS
Substância Fórmula Massa molar t f t e
Metanol CH 3 OH 32 g/mol –97 ºC 65 ºC
Etanol C 2 H 5 OH 46 g/mol –117 ºC 78,5 ºC
Propanol C 3 H 7 OH 61 g/mol –126 ºC 97,4 ºC
Butanol C 4 H 9 OH 75 g/mol –90 ºC 117,7 ºC
Pentanol C 5 H 11 OH 89 g/mol –79 ºC 138,0 ºC
Pelos valores da tabela anterior, é possível constatar que a variação dos valores
de temperatura de fusão e ebulição não são características só dos alcanos.
Se compararmos diferentes substâncias de outras funções orgânicas, vamos notar que,
geralmente, os valores das temperaturas de fusão e de ebulição aumentam com o aumento
da cadeia carbônica. Embora tenhamos comparado apenas duas sequências de
substâncias, podemos afirmar que tal constatação também se aplica a outros alcanos
150

e álcoois, assim como a outras funções. Na verdade, trata-se de uma característica ral das substâncias orgânicas.
Para uma mesma função orgânica, quanto maior a massa molar
da substância, maior será sua temperatura de ebulição.
Os valores de temperatura de fusão e de ebulição apesar de estarem relacionados
à massa molar não dependem somente dela. Na verdade, o fator que interfere nas propriedades
físicas das substâncias é a natureza das forças intermoleculares, a qual está
diretamente relacionada aos aspectos estruturais da molécula, como os grupos funcionais
presentes e a sua forma geométrica. Vamos ver, a seguir, como as forças intermoleculares
variam em função das características estruturais das moléculas orgânicas.
geb)
Interações intermoleculares
Pense
O gás de cozinha, a gasolina
e a vela de parafina
têm algo em comum: são
todos formados por misturas
de hidrocarbonetos. Por
que então se apresentam
em diferentes estados de
agregação?
Como átomos de diferentes elementos químicos presentes em moléculas orgânicas interferem nas propriedades das substâncias?
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
O que diferencia os três principais estados
físicos da matéria é o grau de agregação
de suas moléculas. Nos estados condensados,
sólido e líquido, as moléculas interagem
mais fortemente se comparadas a quando
estão no estado gasoso. Para uma substância
orgânica passar do estado líquido para o
gasoso, por exemplo, é necessário fornecer
energia para romper as interações entre as
moléculas e separá-las. Essas interações que
Interação dipolo-dipolo
δ + δ – δ + δ –
mantêm as moléculas agregadas têm natureza elétrica e são resultantes das interações
entre as eletrosferas dos átomos presentes nas moléculas.
Em uma ligação química formada entre dois átomos iguais, estes vão exercer
atração pelos elétrons da ligação de mesma intensidade. Nesse caso, dizemos que a
ligação é apolar. Já numa ligação química formada entre dois átomos diferentes, um
deles pode exercer maior atração pelos elétrons da ligação – propriedade denominada
eletronegatividade – que o outro. Essa diferença de intensidade de atração gera um
polo rico em elétrons, próximo ao átomo com maior atração por elétrons, e um polo
pobre em elétrons, próximo ao átomo menos eletronegativo. Um polo rico em elétrons,
representado por uma carga parcial negativa (–), separado a certa distância de um polo
pobre em elétrons, representado por uma carga parcial positiva (+), constitui um dipolo
elétrico. Nesse caso, dizemos que há uma ligação polar.
Moléculas que têm ligações polares geralmente interagem mais fortemente entre
si, pois o polo negativo em uma molécula pode ser atraído pelo polo positivo de outra
molécula próxima. A força de atração entre as moléculas depende, portanto, das interações
entre os dipolos de diferentes moléculas. Tais forças de atração são conhecidas
como forças de Van der Waals, em homenagem ao físico holandês que as descreveu
pela primeira vez.
Nos hidrocarbonetos, as moléculas são formadas por ligações entre átomos de carbono
e entre átomos de carbono e hidrogênio. Como a diferença de eletronegatividade entre
átomos de carbono e hidrogênio é muito pequena, o dipolo resultante dessas ligações
A
B
A
B
A interação dipolo-dipolo
ocorre entre moléculas
polares. No exemplo acima
temos duas moléculas
formadas por átomos que
possuem diferentes valores
de eletronegatividade
e, por isso, apresentam
cargas elétricas parciais
( + / – ).
Catherine A. Scotton
151

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Catherine A. Scotton
(A)
δ –
δ +
Como a diferença de eletronegatividade
entre
átomos de oxigênio e
carbono é muito grande,
a presença de átomos de
oxigênio em cadeias carbônicas
aumenta a polaridade
dessas moléculas.
também é pequeno. Consequentemente, as forças de interação entre suas moléculas é
relativamente fraca, pois a força de atração se dá entre cargas parciais muito pequenas.
Já as ligações entre átomos de carbono e de oxigênio são muito polares, em
função da grande diferença de eletronegatividade dos átomos desses dois elementos.
Consequentemente, moléculas que contêm átomos de oxigênio ligados a átomos de
carbono apresentam interações intermoleculares mais fortes do que hidrocarbonetos
com o mesmo número de átomos de carbono, pois a força de atração se dá entre cargas
parciais de módulo elevado.
Quanto maiores as moléculas de uma
substância, maior o número de ligações químicas
e, consequentemente, maior o número
de dipolos presentes em cada molécula.
Moléculas com mais dipolos atraem e se agregam
mais fortemente às moléculas vizinhas,
aumentando a intensidade de interação entre
elas. Portanto, quanto maior a massa molar
da substância, mais fortes as interações entre
(B)
suas moléculas.
Assim, quanto maior a força de atração
entre as moléculas, mais energia na forma de
calor deve ser fornecida à substância para separar suas moléculas numa mudança de
fase. Por isso, substâncias cujas moléculas interagem mais fortemente entre si sentam temperaturas de ebulição mais altas do que substâncias cujas moléculas não
apreinteragem
tão fortemente.
Até agora, focamos nossa discussão em hidrocarbonetos. Ou seja, substâncias cujas
moléculas são formadas simplesmente por átomos de carbono e hidrogênio. Esses são
pouco eletronegativos e, consequentemente, dão origem a moléculas de baixa polaridade,
ou seja, com pequena distribuição de cargas elétricas.
Com a presença de átomos mais eletronegativos na molécula, essa situação muda.
Átomos de oxigênio são comuns a muitas classes de funções orgânicas e alteram significativamente
as propriedades das substâncias. Para melhor entender esse fator, vamos
analisar os dados de algumas substâncias orgânicas cujas moléculas contêm três
átomos de carbono e de zero a dois átomos de oxigênio.
PROPRIEDADES FÍSICAS DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS DE MASSA MOLAR SIMILAR
propano propanal propanona propan-1-ol ácido propanoico
Fórmula molecular C 3 H 8 C 3 H 6 O C 3 H 6 O C 3 H 8 O C 3 H 6 O 2
Fórmula geométrica
Massa molar 44 g/mol 58 g/mol 58 g/mol 60 g/mol 74 g/mol
Solubilidade em 100 g
de água (25 °C)
insolúvel 16 g ∞ ∞ ∞
t f –189 °C –81 °C –95 °C –126 °C –21 °C
t e –42 °C 49 °C 56 °C 97 °C 141 °C
Função
Hidrocarboneto
(alcano)
Aldeído Cetona Álcool Ácido carboxílico
152

As moléculas do alcano não apresentam átomo de oxigênio, enquanto as moléculas
do aldeído, da cetona e do álcool apresentam um átomo de oxigênio cada. As
moléculas do ácido carboxílico apresentam dois átomos de oxigênio. Pelos valores da
tabela, podemos dizer que, à medida que aumenta o número de átomos de oxigênio,
aumentam os valores de temperatura de fusão, temperatura de ebulição e de da substância em água.
Os átomos de oxigênio são muito eletronegativos e, quando ligados a átomos de
carbono ou de hidrogênio, formam ligações químicas nas quais os elétrons são mais
atraídos pelos átomos de oxigênio, ocasionando fortes distribuições de cargas nas moléculas.
Essa formação de cargas parciais entre esses átomos provoca a formação de
polos nas moléculas. Consequentemente, as interações entre as moléculas com esses
polos são mais fortes que as interações entre moléculas apolares. Essa variação de propriedade,
devido à presença de átomos de oxigênio, e outros átomos eletronegativos,
em moléculas de substâncias orgânicas, também pode ser percebida para muitos outros
grupos de substâncias. Daí poder-se generalizar que a intensidade das interações
entre as moléculas de uma substância é proporcional à intensidade dos dipolos elétri-
solubilidacos
presentes nessas moléculas.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
As moléculas de álcool podem fazer ligações de hidrogênio porque
possuem átomos de hidrogênio ligados a átomos de oxigênio.
Representação de interações de Van der Waals do tipo
ligação de hidrogênio entre grupos carboxilas.
As propriedades mencionadas são mais marcantes nos casos dos álcoois e dos
ácidos. Nas moléculas das substâncias dessas duas funções, a presença de átomos de
hidrogênio ligados a átomos de oxigênio faz com que haja um tipo especial de interação
intermolecular de Van der Waals, denominada ligação de hidrogênio. Essa interação
mais forte dificulta a separação das moléculas, elevando as temperaturas de fusão e
ebulição. As ligações de hidrogênio intermoleculares são sempre observadas quando
nas moléculas existem átomo(s) de hidrogênio ligado(s) a átomos de oxigênio ou de
nitrogênio. Nesses casos, a diferença de eletronegatividade entre os átomos gera dipolos
muito fortes, resultando atrações intermoleculares intensas. Por isso, substâncias cujas
moléculas formam ligações de hidrogênio intermoleculares apresentam temperaturas
de fusão e de ebulição excepcionalmente elevadas em comparação a outras substâncias
com massa molar similar.
Em função das menores polaridades e ausência de ligações de hidrogênio, os
hidrocarbonetos apresentam menores valores para as temperaturas de ebulição e
de fusão do que as funções orgânicas oxigenadas e nitrogenadas. Entre essas, os
ácidos carboxílicos – por conter dois átomos de oxigênio na carboxila – apresentam
ligações de hidrogênio mais fortes do que os álcoois similares.
Os álcoois, por sua vez, fazem ligações de hidrogênio intermoleculares mais
fortes do que as aminas e amidas, pois o oxigênio é muito mais eletronegativo do que
o nitrogênio, resultando dipolos mais fortes. Já os aldeídos, por não possuir átomos
de hidrogênio ligados a átomos de oxigênio, não formam ligações de hidrogênio
e apresentam temperaturas de ebulição e de fusão menores do que as demais
substâncias oxigenadas e nitrogenadas.
153

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Assim, é possível observar a seguinte ordem crescente de temperaturas de fusão
e de ebulição entre substâncias orgânicas com massa molar próxima:
hidrocarboneto, éter, aldeído, cetona, éster, amina, amida, álcool, ácido carboxílico.
Esquematicamente, essa ordem pode ser representada das menores para a
maiores temperaturas de ebulição e de fusão da seguinte forma:
R K
H
R K
O
K
R
R K
CHO
R K
COR
R K
COOR
R K NH K R R K NH 2 R K CONH 2 R K OH R K COOH
Ordem crescente de temperaturas de ebulição e de fusão.
TEMPERATURA DE EBULIÇÃO PARA ALGUMAS SUBSTÂNCIAS
Substância metoxietano metanoato de metila propanona propanal propan-1-ol ácido metanoico
Fórmula CH 3 CH 2 OCH 3 HCOOCH 3 CH 3 COCH 3 CH 3 CH 2 CHO CH 3 CH 2 CH 2 OH CH 3 COOH
Massa molar 60 g/mol 60 g/mol 58 g/mol
58 g/mol 60 g/mol 60 g/mol
t e 8 °C 37 °C 56 °C 49 °C 97 °C 118 °C
As aminas também apresentam maiores valores de temperatura de fusão e ebulição
que os hidrocarbonetos com valores de massa molar próximos.
PROPRIEDADES FÍSICAS DE ALGUMAS AMINAS
Tipo primária secundária terciária
Nome propanamina etilmetilamina trimetilamina
Fórmula
molecular
H 3 CCH 2 CH 2 NH 2 H 3 CNHCH 2 CH 3 (CH 3 ) 3 N
Massa molar 59 g/mol 59 g/mol 59 g/mol
t e 48 °C 37 °C 3 °C
A propanamina, a etilmetilamina e a trimetilamina
são três aminas que possuem o mesmo valor de massa
molar, mas diferentes possibilidades de interação do tipo
ligação de hidrogênio.
Os dados da tabela acima exemplificam como a existência de ligação de
hidrogênio muda os valores de temperatura de ebulição.
Essas três aminas são exemplos de como a possibilidade de formação de ligação
de hidrogênio aumenta o valor da temperatura de ebulição. A propanamina possui
dois átomos de hidrogênio que podem efetuar ligações de hidrogênio (átomos ligados
ao nitrogênio), por isso possui valor maior que no caso da etilmetilamina, que possui
apenas um átomo de hidrogênio ligado ao nitrogênio, que, por sua vez, apresenta
maior valor da temperatura que a trietilamina, que não possui nenhum hidrogênio
nessa situação.
No caso da temperatura de fusão das substâncias, deve-se destacar que outros
fatores, como a geometria molecular e a facilidade de as moléculas se organizarem em
retículos cristalinos, também são muito importantes e podem alterar valores esperados
quando se analisam apenas a massa molar e os demais fatores que estudamos.
154

c) Cadeia carbônica
Pense
Como a organização da cadeia interfere nos valores de temperatura de fusão e de ebulição?
Além do número de átomos de carbono presente na cadeia carbônica, a forma
como eles estão arranjados também interfere nas propriedades físicas das substâncias.
Veja dois exemplos de como essa organização afeta os valores de temperatura de
fusão e ebulição.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
TEMPERATURAS DE FUSÃO E EBULIÇÃO
DOS ISÔMEROS BUTANO E METILPROPANO
Substância butano metilpropano
Fórmula
estrutural
Fórmula
molecular
Temperatura
de fusão
Temperatura
de ebulição
C 4 H 10 C 4 H 10
–138 °C –159 °C
0 °C –12 °C
TEMPERATURAS DE FUSÃO E EBULIÇÃO DE
DOIS ÁLCOOIS ISÔMEROS
Substância butano-1-ol 2-metil-propan-1-ol
Fórmula
estrutural
Fórmula
molecular
Temperatura
de fusão
Temperatura
de ebulição
C 4 H 10 O
C 4 H 10 O
–90 °C –108 °C
118 °C 108 °C
7
8
Pelos dados das tabelas anteriores, podemos afirmar que moléculas de substâncias
com cadeias não ramificadas apresentam maiores superfícies de contato do que
moléculas ramificadas com igual número de átomos de carbono. Consequentemente,
quanto maiores as superfícies de contato, mais fortes são as interações entre as moléculas
e mais energia é necessária para separá-las numa mudança de fase. Assim, substâncias
que possuem moléculas ramificadas apresentam valores menores de temperaturas
de fusão e de ebulição do que substâncias isômeras da mesma classe funcional com
cadeias mais lineares.
As insaturações também afetam os valores de temperatura de fusão e temperatura
de ebulição das substâncias. Veja a tabela a seguir.
TEMPERATURAS DE FUSÃO E DE EBULIÇÃO DE ALGUNS HIDROCARBONETOS
Nº- de
átomos de C
alcanos alcenos alcinos
t f t e t f t e t f t e
2 –183 °C –88 °C –169 °C –103 °C –84 °C –83 °C
3 –188 °C –42 °C –185 °C –48 °C –101 °C –23 °C
4 –138 °C –0,5 °C –185 °C –3,7 °C –126 °C 8 °C
155

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Como é possível observar nos valores da tabela anterior, substâncias cujas moléculas
contenham o mesmo número de átomos de carbonos, mas unidos por ligações
duplas (alcenos) ou triplas (alcinos), apresentam valores de temperatura de fusão
e ebulição relativamente mais altos que os respectivos alcanos.
Uma explicação para essa constatação baseia-se no fato de que moléculas das
substâncias saturadas (alcanos), que só possuem ligações simples, apresentam menores
superfícies de contato do que as moléculas similares que formam as substâncias
insaturadas. Essas últimas, graças às ligações duplas e triplas, são mais planas e
lineares, proporcionando maiores superfícies de contato.
Quanto maiores forem as superfícies de contato, maiores são as interações e,
consequentemente, maiores são as quantidades de energia necessárias para romper
essas interações e possibilitar a mudança de estado físico.
J. Yuji
Qual das substâncias de
fórmula C 5 H 12 apresenta
maior temperatura de
ebulição?
Vemos assim que, mais uma vez, a explicação para a diferença de propriedades
físicas dessas substâncias está relacionada às interações intermoleculares.
As substâncias aromáticas e suas similares alifáticas (não aromáticas) apresentam
propriedades diferenciadas? Veja alguns exemplos.
Pela tabela a seguir, constatamos que as substâncias aromáticas apresentam
maiores valores de temperatura de fusão e ebulição do que seus correspondentes
hidrocarbonetos não aromáticos.
TEMPERATURAS DE FUSÃO E DE EBULIÇÃO
DE ALGUNS HIDROCARBONETOS
Substância hexano benzeno decano naftaleno
Fórmula C 6 H 14 C 6 H 6 C 10 H 22 C 10 H 10
t f –95 °C 6 °C –30 °C 80 °C
t e 68 °C 80 °C 174 °C 217 °C
Essa observação experimental pode ser justificada pelo fato de que, sendo as
moléculas das substâncias aromáticas planas, elas se organizam melhor no estado sólido,
permitindo arranjos cristalinos mais estáveis que os correspondentes acíclicos. A
planaridade também explica a maior superfície de contato entre as moléculas no estado
líquido, elevando a temperatura de ebulição em comparação com hidrocarbonetos
não aromáticos de massa molar similar.
156

Solubilidade
CAPÍTULO
Pense
Como varia a solubilidade dos álcoois à medida que a cadeia carbônica cresce?
1
2
A solubilidade é uma importante propriedade das substâncias. A solubilidade de um
material é uma característica que depende também do solvente. Assim, uma substância
pode ser solúvel em um solvente e não solúvel em outro, ou seja, uma substância tem lubilidade diferente em cada solvente
Os alcanos, formados por moléculas apolares, não se dissolvem em solventes polares
como a água. Entretanto, dissolvem-se em solventes apolares, como o benzeno, ou os de
baixa polaridade, como o etanol. Em outras palavras, podemos dizer que a solubilidade das
substâncias depende das interações intermoleculares, lembrando que, em geral, substâncias
polares dissolvem substâncias polares e substâncias apolares dissolvem substâncias apolares.
Em muitos casos, à medida que as cadeias carbônicas variam, varia também a solubilidade.
Para as aminas, por exemplo, à medida que aumenta a cadeia carbônica, diminui
soa
solubilidade em água e em etanol.
A tabela abaixo apresenta dados de solubilidade de álcoois formados por moléculas
de diferentes tamanhos.
(I)
(II)
3
4
5
6
7
8
Álcool
H(CH 2 )OH
H(CH 2 ) 2 OH
H(CH 2 ) 3 OH
Solubilidade em água
infinita
infinita
infinita
H(CH 2 ) 4 OH
H(CH 2 ) 5 OH
H(CH 2 ) 6 OH
7,9 g (em 100 g de H 2 O a 25 °C)
2,4 g (em 100 g de H 2 O a 25 °C)
0,6 g (em 100 g de H 2 O a 25 °C)
Pelos dados da tabela, podemos perceber que a solubilidade de alguns álcoois em
água diminui com o aumento da cadeia carbônica.
A presença na molécula de grupos hidrofílicos que possam formar ligações de hidrogênio
com moléculas de água contribui para uma maior solubilidade da substância em água.
Por exemplo, moléculas que apresentam na cadeia carbônica hidrogênio ligado a oxigênio
(como no caso dos álcoois e ácidos carboxílicos) ou nitrogênio são mais solúveis em água do
que um hidrocarboneto com massa molar parecida. No entanto, mesmo com a presença de
um grupo hidrofílico na estrutura, à medida que a cadeia carbônica cresce, a natureza mais
apolar da molécula passa a predominar e a solubilidade em água diminui consideravelmente.
De forma geral, podemos afirmar que a solubilidade em água das substâncias orgânicas
aumenta com a presença de grupos de átomos hidrofílicos e que diminui à medida
que a cadeia carbônica aumenta.
A gasolina é uma mistura
de alcanos, portanto, ela
se mistura mais facilmente
com o álcool (I), que é
constituído por moléculas
pouco polares, do que com
a água, que tem moléculas
muito polares.
Mathom/Shutterstock
157

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Exercícios
1. Quais são as principais características dos polímeros?
2. Por que nem todo polímero é um plástico?
3. Por que os polímeros adquiriram tanta importância na
sociedade atual?
4. Qual a necessidade, em termos ambientais, de conhecermos
as propriedades dos polímeros?
5. Por que os chicletes (gomas de mascar) são considerados
polímeros? Que característica química dá a esse
material a capacidade de se expandir?
6. Ao analisar duas substâncias de mesma função orgânica,
como o etanol e o butanol, qual apresenta
maiores valores de temperaturas de fusão e de ebulição?
Justifique.
7. Como as ramificações, em substâncias de mesma
função e de mesmo número de carbonos, interferem
nos valores das temperaturas de fusão e
de ebulição?
8. Considerando o estudo do petróleo, julgue cada item
como correto C ou errado E.
1) Os alcanos são formados por moléculas apolares e
somente se dissolvem em solventes apolares.
2) Nos alcanos, as temperaturas de fusão e de ebulição
crescem à medida que aumenta o número de
carbonos na cadeia.
3) Os álcoois apresentam maiores valores de temperatura
de fusão e de ebulição que os hidrocarbonetos
de mesma cadeia carbônica.
4) Os ácidos carboxílicos apresentam menor temperatura
de ebulição que os álcoois porque
contêm dois átomos de oxigênio na carboxila
que permitem maior número de interações nas
suas moléculas.
5) As aminas, em geral, que são responsáveis pelo
cheiro característico dos peixes, apresentam temperaturas
de fusão e de ebulição menor que as dos
hidrocarbonetos.
9. O benzeno é geralmente empregado como solvente
de substâncias orgânicas, enquanto a água é usada
geralmente como solvente de substâncias inorgânicas.
Explique por quê.
10. Explique por que os alcenos têm temperaturas de
fusão e de ebulição menores do que os alcanos, já
que ambos possuem o mesmo número de átomos
de carbono.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
11. Por que as substâncias aromáticas apresentam valores
de temperatura de fusão maiores que a dos seus correspondentes
acíclicos?
12. Julgue se cada item a seguir é correto C ou errado E.
1) Os alcanos, além de combustíveis, servem de matéria-prima
para a produção de milhares de substâncias
orgânicas na indústria petroquímica.
2) Os plásticos constituem uma classe de materiais
que oferecem conforto à sociedade moderna. Do
ponto de vista da Química, eles são constituídos
por polímeros.
3) O náilon e a borracha são exemplos de polímeros
naturais.
4) Os polímeros são substâncias obtidas por meio da
reação de condensação de muitas moléculas de
uma ou mais substâncias orgânicas.
5) O náilon, a borracha e as garrafas PET podem ser
citados como exemplos de polímeros.
13. Explique, em termos de atração intermolecular, qual
substância apresenta maior temperatura de fusão e
de ebulição: o propano ou o propanol.
14. Como variam a temperatura de ebulição e de fusão nas
aminas primárias, secundárias e terciárias?
15. Por que as aminas e amidas são consideradas substâncias
básicas?
16. (Puccamp-SP) Hoje são conhecidos numerosos
polímeros orgânicos com propriedades condutoras
de eletricidade. O desenvolvimento tecnológico
desse tipo de material é de grande interesse,
pois podem vir a ser substitutos de metais nos
fios condutores. Poliparafenileno é um exemplo.
Tal polímero:
I – é formado por macromoléculas.
II – deve, sob tensão elétrica, apresentar movimentação
dirigida de partículas eletricamente
carregadas.
III – deve ser formado por íons positivos e
negativos.
Dessas afirmações, somente:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
158

17. (Fuvest-SP) Examinando as fórmulas
I –
II –
III –
IV –
Podemos prever que são mais solúveis em água as
substâncias representadas por:
a) I e IV. c) II e III. e) III e IV.
b) I e III. d) II e IV.
18. (UFRS) A água é uma substância de valor inestimável,
por ter permitido a criação e manutenção da vida
neste planeta. Isso pode ser atribuído às propriedades
singulares.
I – Sua molécula apresenta ligações covalentes tante polarizadas.
II – Solubiliza substâncias de baixa polaridade, como
bashidrocarbonetos.
III – Sua molécula tem forma geométrica não linear.
IV – É capaz de formar ligações de hidrogênio.
Quais estão corretas?
a) Apenas III. d) Apenas I, III e IV.
b) Apenas I e IV. e) I, II, III e IV.
c) Apenas II e III.
19. Considere as seguintes aminas e suas respectivas temperaturas
de ebulição:
(Dimetilamina – T E = +7,5 °C)
(Trimetilamina – T E = +3 °C)
Explique por que a trimetilamina apresenta temperatura
de ebulição menor do que a dimetilamina
sendo que ela tem maior massa molar.
20. (UEPG-PR) A tabela a seguir apresenta a comparação
entre as temperaturas de ebulição de álcoois e ésteres
de mesma massa molecular. Assinale a alternativa que
justifica esse fenômeno.
Composto
Massa
molecular
Temperatura de ebulição
(1 atm)
CH 3 CH 2 OH 46,07 78,5 °C
CH 3 OCH 3 46,07 –25,0 °C
CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 74,12 34,6 °C
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH 74,12 118,0 °C
a) Alcoóis apresentam ligações covalentes mais fortes
entre seus átomos.
b) O átomo de oxigênio de uma molécula de álcool
se liga ao átomo de carbono da molécula vizinha
através de ligação covalente.
c) As covalências que ocorrem entre moléculas vizinhas
de éter são pouco polarizadas.
d) As moléculas de álcool associam-se entre si através
de ligações de hidrogênio.
e) Estabelecem-se ligações de oxigênio entre as moléculas
de éter, aumentando sua volatilidade.
21. (PUC-RS) Relacionando-se a coluna da esquerda, que
apresenta nomes de álcoois, com a coluna da direita,
que apresenta temperatura de ebulição,
1) etanol. a) 65 °C.
2) butan-1-ol. b) 78 °C.
3) propan-1-ol. c) 97 °C.
4) metanol. d) 118 °C.
Obtém-se como associação correta a da alternativa:
a) 1 – a; 2 – b; 3 – c; 4 – d.
b) 1 – b; 2 – a; 3 – c; 4 – d.
c) 1 – d; 2 – c; 3 – b; 4 – a.
d) 1 – a; 2 – d; 3 – c; 4 – b.
e) 1 – b; 2 – d; 3 – c; 4 – a.
22. (FURRN) Dentre os álcoois abaixo, qual o que apresenta
maior temperatura de ebulição?
a) butan-1-ol d) propan-1-ol
b) etanol e) propan-2-ol
c) metanol
23. (PUC-RS) Responder a esta questão a partir da tabela, que
apresenta as temperaturas de ebulição de alguns alcanos.
Alcano
Temperatura de ebulição (°C)
9,3
28,0
36,2
Com base na tabela, conclui-se que as temperaturas
de ebulição dos alcanos apresentados aumenta com:
a) o aumento de suas massas moleculares.
b) a diminuição do número de ramificações.
c) o aumento do número de grupamentos metila.
d) a diminuição da cadeia principal.
e) o aumento de interações por ligações de hidrogênio.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
159

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Coleção Particular
As reações de polimerização
tiveram um grande
desenvolvimento após a
síntese da baquelite produzida
por Leo Hendrick
Baekeland.
4 REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
A
grande presença de polímeros em nossa sociedade decorre das propriedades
tão diversas desses materiais, o que possibilita serem aplicados na fabricação
de uma ampla variedade de coisas. A capacidade de fabricar e manipular polímeros
possibilitou grande avanço na síntese de muitos materiais.
Além das descobertas intencionais, muitos polímeros – como o polietileno e o poli(tetrafluoroetileno)
– foram descobertos de modo quase acidental.
A síntese artificial de polímeros desenvolveu-se a partir de 1860, e, em 1909, o químico
belga Leo Hendrik Baekeland [1863-1944] criou uma resina plástica bastante resistente ao
calor, chamada baquelite. A partir daí, esses processos vêm sendo aperfeiçoados, possibilitando
a obtenção de plásticos, borrachas e resinas cada vez mais sofisticados, graças à
engenharia molecular. Além disso, os custos de produção também vêm sendo reduzidos,
expandindo a utilização desses materiais como matéria-prima.
Entretanto, foi a partir da segunda metade do século XX que os polímeros sintéticos
tiveram um grande impulso na indústria química, superando, em valores, a produção de
fertilizantes, corantes e quimioterápicos. Atualmente, a fabricação dos polímeros sintéticos
é a principal fonte de receita da indústria química.
Polimerização é a reação química que possibilita a síntese dos diversos tipos de polímeros
existentes. Ela consiste basicamente na união de inúmeros monômeros, por meio
de ligações covalentes, formando longas cadeias. São conhecidas duas formas básicas:
polimerização de adição e polimerização de condensação. Antes de estudá-las, vamos
ver como um polímero pode ser preparado em casa.
Química na escola
Como se faz um polímero em casa?
Esta prática poderá ser realizada na escola ou em casa, mas sob a supervisão de um adulto.
Material
• bórax (Na 2 B 4 O 7 – pode ser comprado em farmácias)
• cola branca
• anilina (corante para bolo)
• 2 béqueres de 250 mL (ou copos de vidro)
Procedimento
Consulte as normas de segurança no
laboratório, na última página deste livro.
• medidor de volume (ou copo descartável para
café de 50 mL)
• bastão de vidro (ou palito de picolé)
1. Prepare uma solução diluindo 4 g de bórax (uma colher rasa de sobremesa) em 100 mL de água, num béquer.
2. Em outro béquer, coloque 50 mL de cola branca e adicione 50 mL de água; misture bem com um bastão de vidro.
3. Adicione um pouco do corante à mistura da cola com água e misture bem.
4. Adicione a solução de bórax à mistura e agite bem com o bastão de vidro. Observe.
5. Separe da solução o material formado e manipule-o com as mãos.
6. Lave bem as mãos com água e sabão depois de manipular os materiais.
7. Se quiser, você pode fazer o experimento com outros tipos de cola.
160

Destino dos resíduos gerados
1. Os resíduos líquidos podem ser descartados na pia.
2. O resíduo sólido deve ser descartado no coletor de lixo orgânico.
Análise de dados
1. Explique o que você observou quando misturou as duas soluções.
2. Que tipo de material se formou? Que materiais desse tipo existem em nosso cotidiano?
Na verdade, a cola já é formada por um polímero: poli(acetato de vinila) – PVA, cujo
monômero é o etanoato de etenila (acetato de vinila). Entretanto, ao adicionar o bórax,
promovemos novas reações de polimerização, unindo os polímeros já existentes por meio
de novas ligações feitas com o íon borato.
Dessa forma, obtemos um novo polímero, com propriedades físicas diferentes das tentes nas substâncias iniciais.
exis-
A estrutura a seguir representa esse novo polímero. Nela, podemos observar também
a estrutura inicial do PVA, se desconsiderar as partes ligadas pelo borato.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Ligação de polímeros PVA pelo ácido bórico
Polimerização de adição
A polimerização de adição consiste na união de vários monômeros iguais, formando
uma cadeia polimérica.
Atualmente, os polímeros de adição dominam a economia das indústrias químicas.
Cinco deles, listados no quadro da próxima página, estão envolvidos em mais da metade
da produção mundial de plásticos.
Polímeros de adição são formados por reações em cadeia nas quais os monômeros
são adicionados às pontas da cadeia, fazendo-a crescer. Nesse caso, a reação produz apenas
um produto. Os alcenos são matérias-primas típicas para a confecção desses polímeros.
A reação de síntese do propileno, representada abaixo, é um bom exemplo de como
ocorre esse tipo de reação.
Representação da reação de síntese do propileno
161

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Hely Demutti
A polimerização do cloroeteno
(cloreto de vinila)
produz o poli(cloreto
de vinila) – PVC, com
massa molecular da dem de 1 500 000 u, usa-
ordo
na confecção de tubos
e conexões, entre outras
aplicações.
A classificação dos polímeros de adição pode ser dada pelo tipo de monômero. Assim,
temos os polímeros vinílicos, quando o monômero é derivado de um grupo vinil –
carbonos da ligação dupla (C l C). Esses polímeros são muito utilizados comercialmente
e fazem parte da maioria dos polímeros de adição.
Polímeros acrílicos são de polímeros de adição, porém, nesse caso, o monômero inicial
é o 2-metilprop-2-enoato de metila (derivado do metacrilato de metila): H 2 CC(CH 3 )COOCH 3 .
Como participantes desse grupo, temos o poli(metacrilato de metila) e a poliacrilonitrila.
Eteno
Estrutura molecular de polímero de adição – PVC
A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de polímeros de adição.
Monômero
EXEMPLOS DE POLÍMEROS DE ADIÇÃO
Estrutura molecular do
metacrilato de metila
Polímero
Nome Fórmula Nome Fórmula
Cloreto de vinila
Polietileno
Poli
(cloreto de vinila)
Estireno
Acrinonitrila
Tetrafluoreteno
Poliestireno
Orlon
Teflon
Na polimerização do fenol,
em presença de metanal,
há liberação de moléculas
de água. O átomo
de hidrogênio, destacado
em vermelho, no produto
será eliminado nas reações
subsequentes.
Polimerização de condensação
Em reações de polimerização de condensação, além da formação de moléculas poliméricas,
há formação de moléculas de um subproduto, que pode ser água, um ácido ou
um álcool, amônia etc. Cada molécula que se une ao polímero leva à formação de uma
molécula do subproduto. Alguns tecidos são feitos a partir de polímeros de condensação.
Veja, no esquema abaixo, que as reações de adição e de condensação originam
os polímeros.
162

Sergio Ranalli/Pulsar Imagens
Não é só o ser humano que tem
“tecnologia” para produzir polímeros.
A seda é um polímero
produzido pelo bicho-da-seda
e utilizado pela humanidade
há séculos.
Estimulados pelas excelentes propriedades da seda natural, os cientistas buscaram
produzir materiais similares. Nessa busca, descobriram-se as poliamidas, conhecidas
como náilons.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
5 PLÁSTICOS
H oje, são conhecidos mais de 60 mil plásticos diferentes. Dessa enorme diversidade,
há cerca de vinte deles que estão entre os cinquenta produtos químicos mais
utilizados pela indústria química. Veja alguns.
8
Polietileno
O polietileno, por exemplo, faz parte da maioria dos plásticos produzidos no mundo.
Possui alta resistência à umidade e a ataques químicos, mas baixa resistência mecânica. É
muito empregado industrialmente para a fabricação de diferentes tipos de embalagens,
recipientes, sacos, tubos, brinquedos, isolantes elétricos etc.
Devido à natureza da reação de polimerização, pode-se ter dois tipos básicos de polietileno:
o polietileno de alta densidade (PEAD) e o polietileno de baixa densidade (PEBD).
Os PEADs possuem moléculas de cadeias longas, com cerca de 100 mil unidades estruturais
repetitivas e constituem materiais compactos e altamente resistentes. Os PEBDs são
formados por moléculas menores, constituindo materiais mais flexíveis e com menor resistência
física.
Hely Demutti
Hely Demutti
Os plásticos estão presentes em quase todos os tipos de embalagens
e brinquedos.
163

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Hely Demutti
A maioria dos carpetes
produzidos te é confeccionada com fi-
industrialmenbras
de polipropileno.
Polipropileno
O polipropileno, obtido a partir do propeno, forma plásticos mais
duros e resistentes ao calor do que o polietileno. Além disso, é facilmente
moldável, sem perder sua forma à temperatura ambiente. Por
suas características, é muito empregado na fabricação de peças para
carros, recipientes de baterias elétricas, artigos moldados, boias, isolantes
térmicos, tapetes e fibras.
Poliestireno
Obtido a partir do etenilbenzeno (estireno ou vinil-benzeno), o poliestireno
é um polímero de baixa densidade. Por ser transparente e
resistente a ataques químicos, é muito utilizado na fabricação de artigos
moldados, como pratos, copos, xícaras, entre outros. Como o
monômero é solúvel em hidrocarbonetos, esse polímero pode ser danificado
por solventes orgânicos. Com a injeção de gases no sistema
“a quente”, durante a produção do polímero, ele se expande dando
origem ao isopor.
Poli(cloreto de vinila)
O poli(cloreto de vinila) – PVC, obtido a partir do cloroeteno (ou cloreto de vinila),
constitui materiais duros, com boas resistências térmica e elétrica. Com ele, são fabricados
materiais hidráulicos, telhas, recipientes (por exemplo, as embalagens de xampu) etc.
Se associados a plastificantes, torna-se mais flexível, podendo ser utilizado na fabricação
de mangueiras, luvas, sapatos, “couros sintéticos”, fitas vedantes, pisos, garrafas plásticas,
filmes de PVC (películas para embalar alimentos) etc.
Hely Demutti
A utilização de filmes de
PVC para embalar alimentos
é cada vez maior em
supermercados, padarias
e residências.
164

Poli(acetato de vinila)
O monômero do polímero poli(acetato de vinila) – PVA é o etanoato de
etenila (ou acetato de vinila). A presença de átomos de oxigênio na molécula
facilita sua dissolução em água, possibilitando seu emprego
na fabricação de tintas à base de água, adesivos (colas
brancas), colírios (lubrificante para os olhos) e gomas de
mascar (chicletes).
Poliuretano
O poliuretano é obtido a partir do di-isocianato de p-fenila (OCN(C 6 H 4 )NCO) e
do etano-1,2-diol (etilenoglicol).
Os materiais feitos de poliuretano possuem resistência à abrasão e ao calor. Por isso,
é muito utilizado em isolamentos, aglutinantes de combustível de foguetes e em chas de surfe.
pran-
Na reação de polimerização, há liberação de dióxido de carbono e calor. Esses dois
fatores levam à expansão do material, que fica cheio de bolhas, constituindo uma espuma.
Controlando-se a reação e as proporções entre os reagentes, obtêm-se espumas
de diferentes densidades, que são empregadas na confecção de colchões, seiros, sofás
travesetc.
Você já parou para pensar
que pode estar mascando
algo parecido com a tinta
da parede de sua casa?
Embora esses dois produtos
sejam muito diferentes,
possuem uma coisa em comum:
o poli(acetato de
vinila) – PVA.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Polifenol
Baekeland revolucionou a indústria química com a baquelite. Sua facilidade de produção
permitiu aplicá-la em diversos ramos industriais, tornando-a o primeiro polímero
produzido industrialmente.
O polifenol – ou baquelite, como é conhecido industrialmente – é obtido pela condensação
do fenol com o metanal (formaldeído). Essa reação pode se processar em dois
estágios, formando dois diferentes polímeros. O primeiro, conhecido como novolae, é
predominantemente linear, possui massa molar média relativamente baixa e é usado
na fabricação de tintas, vernizes e colas para madeira. O segundo é a famosa baquelite,
um polímero tridimensional bastante resistente, produzido pela reação representada
na equação abaixo.
A indústria fonográfica se
desenvolveu graças à produção
de discos feitos de
baquelite, que rodavam
em velocidade de 78 rpm.
Hely Demutti
A baquelite se ajusta
muito bem à fabricação de
objetos moldados, tais como
tomadas, cabides, cabos
de panelas, brinquedos,
entre outros.
Adelbrook Gifts
165

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Ureia-formaldeído
O ureia-formaldeído é um polímero tridimensional obtido a partir da polimerização
de ureia e formaldeído. Se for puro, é transparente como um vidro plástico, mas de menor
resistência, pois torna-se opaco e trincado com o passar do tempo. Atualmente, esse
polímero vem sendo muito utilizado na fabricação de objetos translúcidos. A adição de
celulose durante a polimerização aumenta a resistência, mas diminui a transparência, tornando-o
adequado para a fabricação de fórmicas.
O esquema abaixo representa a formação do polímero tridimensional.
Hely Demutti
6 F I B R A S
As fibras são usadas principalmente em materiais de vestuário. A tecelagem com fibras
de algodão já era conhecida pelos egípcios desde 3400 a.C.
Em diferentes países, uma diversidade de fibras naturais – como, por exemplo, fibras
de juta, buriti, lã, seda etc. – é empregada na fabricação de tecidos e de outros produtos.
Porém o desenvolvimento de polímeros sintéticos que produzem fibras provocou uma revolução
na indústria, sobretudo na do setor têxtil.
O avanço trouxe o fim da dependência da produção agrícola, sujeita a variações climá-
ticas, ataque de pragas e políticas regionais. Vestuários antes disponíveis apenas a uma
pequena parcela da população foram amplamente popularizados. Além disso, o uso de
polímeros sintéticos contribuiu para aumentar a qualidade e a diversidade de vestuários
para atender às mais diferentes exigências climáticas, profissionais etc.
Vamos, agora, conhecer um pouco da versatilidade de algumas dessas fibras.
Os poliésteres já substituem
os náilons na fabricação de
tecidos, linhas de pesca, laminados,
filmes, lona de paraquedas,
velas de barco etc.
Poliésteres
Poliésteres são polímeros obtidos pela condensação de poliácidos (ou também seus
anidridos e ésteres) com poliálcoois. Um dos poliésteres mais simples e mais importantes
é obtido pela reação do éster metílico do ácido tereftálico com etileno-1,2-diol.
166

O terilene, ou dácron, é usado como fibra têxtil associado com lã, algodão e seda,
em diferentes proporções, na fabricação de tecidos para roupas – o resultado dessa
combinação comumente recebe o nome de tergal.
CAPÍTULO
1
2
3
4
Poliamidas ou náilons
As poliamidas, obtidas pela polimerização de diaminas com ácidos dicarboxílicos,
são plásticos duros de grande resistência mecânica conhecidos como náilons. Podem
ser moldados para a confecção de engrenagens e diferentes peças de máquinas, ou
“puxadas” formando fios, para a fabricação de cordas, tecidos, garrafas, linhas de
pesca etc. O mais popular comercialmente é o náilon-66, resultante da reação entre a
1,6-diamino-hexano (hexametilenodiamina) com o ácido hexanodioico (ácido adípico).
5
6
7
8
Silicones são polímeros que possuem longas cadeias de silício e oxigênio intercalados, com cadeias carbônicas,
alifáticas ou aromáticas, ligadas aos átomos de silício. A elevada resistência mecânica e térmica dos cones permite seu emprego em bicos de mamadeiras, que precisam ser esterilizados sem sofrer
silideformação.
Hely Demutti
7 BORRACHAS
A
borracha sintética é um exemplo de polímero de adição formado a partir do
2-metilbuta-1,3-dieno.
Uma borracha não canizada é muito flexível
vule
pode se romper facilmente.
Entretanto, se for
submetida a um processo
de vulcanização, torna-se
mais resistente e volta ao
normal depois de esticada.
Hely Demutti
O polibutadieno, obtido a partir do buta-1,3-dieno, é a borracha
sintética mais importante industrialmente. O buta-1,3-dieno
pode ser copolimerizado com outros monômeros, originando vários
outros produtos.
A indústria petroquímica teve um grande impulso durante a
Primeira Guerra Mundial. A dependência de matérias-primas importadas
levou diversos países a procurar substitutos sintéticos como
alternativas. Uma dessas matérias-primas era a borracha natural,
produzida a partir do látex da seringueira, que tinha o Brasil como
principal produtor. A extração de borracha natural na Amazônia teve
um papel importante para o desenvolvimento da região, levando ao
denominado “ciclo da borracha”.
O Teatro Amazonas, em Manaus, é um marco do
ciclo da borracha, que proporcionou grande desenvolvimento
à região amazônica.
Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens
167

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Hely Demutti
Dida Sampaio/AE
A economia da região
amazônica, onde a seringueira
faz parte da floresta
nativa, foi aquecida com
a valorização da borracha
no mercado. Hoje, as seringueiras
ainda são exploradas
na extração do látex,
mas muitos cuidados devem
ser tomados visando
à preservação da floresta.
Tanto a borracha natural como a sintética são denominadas elastômeros, por serem
polímeros de alta elasticidade. Essa propriedade é decorrente da forma como as moléculas
se “enroscam”. Como as interações entre as moléculas são fracas, elas esticam e
voltam à posição original quando são soltas. Além da borracha natural, são exemplos de
elastômeros naturais a guta-percha, obtida da Palaquium, planta originária da Malásia; e
a balata, obtida da Mimusops globosa, originária do Panamá e norte da América do Sul.
A borracha natural é extraída da seringueira Hevea brasiliensis, árvore conhecida na
língua indígena como cauchu
(madeira que chora). Talvez você já tenha visto o látex es-
correr da seringueira quando alguém faz um corte com faca em seu tronco. Depois de
certo tempo, esse líquido branco se transforma na borracha natural.
A característica principal da borracha natural é a sua capacidade de voltar à posição
original depois de esticada. Essa característica diminui com o aumento da temperatura.
Isso ocorre porque, a temperaturas elevadas, suas moléculas escorregam mais umas sobre
as outras, de modo que depois de soltas não voltam às posições originais.
Com o objetivo de resolver esse problema, Charles Goodyear [1800-1860] trabalhou durante
dez anos sem sucesso. Em 1839, acidentalmente, deixou derramar enxofre em uma mistura
de borracha bruta quente. Goodyear observou que a mistura continuou elástica mesmo depois
de fria. Embora não conhecesse a estrutura da borracha, percebeu que havia feito uma grande
descoberta. Uma multinacional de pneus tem seu nome em homenagem a esse estudioso.
Atualmente, sabe-se que o aquecimento faz com que o enxofre se ligue às moléculas
de poli-isopreno, unindo-as em emaranhados tridimensionais. Esse processo é do vulcanização, referindo-se ao deus romano do fogo, Vulcano.
denomina-
As características finais da borracha dependem da quantidade de enxofre utilizada.
Quanto maior for essa quantidade, mais rígida será a borracha em virtude do maior número
de ligações covalentes intermoleculares.
Embora já tenha sido o maior produtor mundial, atualmente o Brasil contribui com
apenas cerca de 1% da borracha comercializada no mundo. A maior parte dessa borracha
é destinada à produção de pneus.
O elastômero sintético mais utilizado atualmente é a borracha de estireno-butadieno,
resultante da mistura que leva 75% de butadieno e 25% de estireno. Esse material substitui,
com sucesso, a borracha natural na produção de diversos produtos de consumo.
Representação das ligações de enxofre que unem as moléculas da borracha, após o processo de vulcanização
168

Exercícios
1. Em que consiste uma reação de polimerização?
2. O que são polímeros de adição?
3. Defina polímero vinílico.
4. O que são polímeros de condensação?
5. O que são polímeros de acrílicos?
6. Qual é a diferença entre polímero de alta densidade e
polímero de baixa densidade?
7. Como é produzido o isopor?
8. Como são obtidos os poliésteres?
9. Como são obtidas as poliamidas?
10. Que características da baquelite permitem que ela seja
utilizada na fabricação de materiais elétricos e em bos de panelas?
ca-
11. Qual é o monômero que dá origem ao PVC?
12. Explique por que a borracha natural e a sintética são
chamadas de elastômeros.
13. Em que consiste a vulcanização da borracha?
14. De que dependem as características finais da borracha
vulcanizada?
15. (UnB-DF) A molécula do náilon-66 pode ser obtida
por meio da reação de polimerização por condensação
entre o ácido adípico e a hexametilenodiamina, cujas
estruturas moleculares são apresentadas a seguir.
16. (Unemat-MT) Baquelite é o produto resultante da reação
entre fenol e formaldeído, em condições apropriadas,
podendo apresentar a seguinte estrutura:
A formação da baquelite envolve uma reação de:
a) esterificação.
b) adição.
c) hidrólise.
d) polimerização.
e) oxidação.
17. (UFF-RJ) Uma porção de molécula do plástico poliestireno
é representada por:
Qual o monômero que, por polimerização, dá origem
a esse plástico?
a) d)
b) e)
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Ácido adípico
Hexametilenodiamina
Náilon-66
Com base nas estruturas apresentadas, julgue os itens
que se seguem.
1) O número de átomos de carbono que constitui as
moléculas de ácido adípico e de hexametilenodiamina
relaciona-se com o nome dado ao polímero
obtido na condensação, náilon-66.
2) A reação de polimerização para a formação do náilon-66
libera água.
3) O ácido adípico é um ácido dicarboxílico.
c)
18. (Vunesp) O acetileno
pode sofrer
reações de
adição do tipo:
Acetato de vinila
A polimerização do acetato de vinila forma o PVA, de
fórmula estrutural conforme esquema a seguir.
a) Escreva a fórmula estrutural do produto de adição
do HCl ao acetileno.
b) Escreva a fórmula estrutural da unidade básica do
polímero formado pelo cloreto de vinila (PVC).
169

POLÍMEROS E PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
19. (Unifesp) O etino é uma excelente fonte de obtenção
de monômeros para a produção de polímeros. Os monômeros
podem ser obtidos pela reação geral, representada
pela equação:
em que se pode ter X = Y e X ≠ Y. Esses monômeros
podem se polimerizar,
segundo a reação
expressa pela equação:
Dentre as alternativas, assinale a que contém a combinação
correta de XY e das fórmulas do monômero
e do polímero correspondentes.
a)
b)
XY Monômetro Polímero
a) por todos os pares.
b) apenas pelos pares II, III e IV.
c) apenas pelos pares II e III.
d) apenas pelos pares II e III.
e) apenas pelo par IV.
21. (Vunesp) Polivinilpirrolidona, polímero presente em sprays
destinados a embelezar os cabelos, tem a seguinte estrutura:
O monômero que se utiliza na síntese deve ser:
a) c) e)
b) d)
22. (Unip-SP) Lexan é um plástico transparente como o vidro
e tão resisitente quanto o aço. É empregado na fabricação
de janelas à prova de bala e visores dos capacetes
de astronautas. O lexan apresenta a estrutura:
c)
d)
e)
20. (Fuvest-SP) Os poliésteres são polímeros fabricados
pela condensação de dois monômeros diferentes, em
sucessivas reações de esterificação. Dentre os pares
de monômeros a seguir:
I –
II –
III –
IV –
poliésteres podem ser formados:
Pode-se afirmar que o lexan é:
a) uma poliamida. d) uma policetona.
b) um poliéster. e) um poliéster.
c) um policarbonato.
23. (Fuvest-SP) O monômero utilizado na preparação do
poliestireno é o estireno:
O poliestireno expandido, conhecido como isopor, é fabricado
polimerizando-se o monômero misturado com
pequena quantidade de um outro líquido. Formam-se
pequenas esferas de poliestireno que apri sionam esse
outro líquido. O posterior aquecimento das esferas a
90 °C, sob pressão ambiente, provoca o amolecimento do
poliestireno e a vaporização total do líquido aprisionado,
formando-se, então, a espuma de poliestireno (isopor).
Considerando que o líquido de expansão não deve ser
polimerizável e deve ter ponto de ebulição adequado,
dentre as substâncias abaixo, é correto utilizar como líquido
de expansão, apenas:
Temperatura de ebulição
Substância
(°C) à pressão ambiente
I 36
II 77
III 138
a) I. b) II. c) III. d) I ou II. e) I ou III.
170

CAPÍTULO
Plásticos e polímeros
b Os polímeros são macromoléculas constituídas por meio de ligações covalentes que apresentam unidades
de grupos de átomos unidos por ligações covalentes que se repetem.
b A unidade estrutural que se repete na constituição do polímero é denominada monômero.
b Os polímeros são macromoléculas, naturais ou artificiais, que contêm centenas ou milhares de átomos
formados por meio de ligações covalentes.
b Os polímeros são chamados de materiais, pois não são formados por um único tipo de constituinte,
uma vez que no processo de polimerização são formadas moléculas de diferentes tamanhos.
b Plásticos são materiais poliméricos que podem ser moldados com o auxílio de calor e pressão.
Propriedades dos polímeros
b As propriedades físicas dos polímeros estão relacionadas à forma e ao modo de organização de suas moléculas.
b De acordo com o comportamento mecânico, os polímeros podem ser classificados em: plásticos termorrígidos
ou termoplásticos, elastômeros e fibras.
Propriedades das substâncias orgânicas
b As propriedades de um material ou substância orgânica dependem de características de suas estruturas moleculares
que estão relacionadas à massa molar, interações intermoleculares e tipos de cadeias carbônicas.
b A temperatura de ebulição das substâncias orgânicas está relacionada às suas massas molares, de forma
que, quanto maior a massa molar da substância, maior será sua temperatura de ebulição.
b Substâncias cujas moléculas interagem mais fortemente entre si apresentam temperaturas de ebulição
mais altas do que substâncias cujas moléculas não interagem tão fortemente, portanto, quanto maior
a polaridade das moléculas, maior será a sua temperatura de ebulição.
b De forma geral, a solubilidade em água das substâncias orgânicas aumenta com a presença de grupos
de átomos hidrofílicos e diminui à medida que a cadeia carbônica aumenta.
Reações de polimerização
b A polimerização é a união de inúmeros monômeros, por meio de ligações covalentes, formando longas
cadeias. São conhecidas duas formas básicas: polimerização de adição e polimerização de condensação.
b Na polimerização de adição, o polímero é o único produto da reação. Na reação de condensação, além
do polímero, formam-se subprodutos, como a água.
Plásticos
b Os plásticos mais comuns são: polietileno, polipropileno, poliestireno, policloreto de vinila, poliacetato
de vinila, poliuretano, polifenol, ureia-formaldeído, poliésteres, poliamidas ou náilons.
Borrachas
b As borrachas são um tipo de polímero. Podem ser naturais, produzida a partir do látex da seringueira,
ou artificiais.
b A característica principal da borracha natural é voltar à posição original depois de esticada.
b O processo de vulcanização da borracha (reação com enxofre) produz uma estrutura tridimensional
que impede a deformação do polímero, tornando-o mais rígido.
1
2
3
4
5
6
7
8
171

Capítulo 5
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
Tema em foco
INDÚSTRIA QUÍMICA
E SÍNTESE ORGÂNICA
Como se processam as reações orgânicas?
Como as indústrias influenciam as nossas vidas?
INDÚSTRIA QUÍMICA E SOCIEDADE
Pense
Quais as vantagens e as desvantagens do desenvolvimento industrial?
A nossa sociedade atual é profundamente diferente das comunidades agrárias que a originaram. A principal marca
dessa diferença está no elevado grau de desenvolvimento tecnológico. Ele reduziu drasticamente a distância relativa
entre os países e rompeu barreiras de comunicação, em um processo de globalização no qual o planeta tem sido
considerado uma grande aldeia, em que todos podem se comunicar quase que instantaneamente.
Entretanto, como temos discutido neste livro, apesar de todo desenvolvimento, apenas uma pequena parcela da
população tem usufruído mais diretamente os benefícios gerados pelo avanço tecnológico, enquanto a maioria continua
excluída, sem acesso a eles.
Somado ao aumento da qualidade e expectativa de vida, esse desenvolvimento trouxe também problemas
ambientais que vêm gerando grandes ameaças à vida no planeta. Uma das principais origens desses problemas está
relacionada ao processo de fabricação de bens e produtos de nossa atualidade: a indústria.
Denomina-se indústria o conjunto de atividades de produção de mercadorias em grande escala, no qual
matérias-primas são transformadas em bens de consumo, por meio de sistemas mecanizados.
A Revolução Industrial alterou significativamente as formas de produção e de relação humana. De um sistema no
qual a produção e a distribuição de bens era feita de forma comunitária e controlada pelos membros da comunidade,
passamos para formas de produção controladas por poucos detentores de toda a escala produtiva. De um
modo de vida marcado pelo contato humano mais direto, passamos para um mundo globalizado, em
que abraços e apertos de mão são substituídos por mensagens eletrônicas.
O processo coletivo de transformação de recursos em bens de consumo, cuja origem
remonta aos primórdios da civilização humana, é caracterizado pelo uso de
ferramentas. Historicamente, esse processo de transformação sempre foi
domínio de profissionais especializados: os artesãos.
Hely Demutti
Os produtos originários da indústria química participam
de todos os segmentos das atividades industriais
na sociedade moderna. O problema é: o que fazer
com o descarte de tanta coisa?
172

O trabalho artesanal era desenvolvido, em todas as suas
etapas, por uma única pessoa, algumas vezes com poucos
auxiliares, e o conhecimento desse trabalho era passado de
geração a geração. Esse modo de produção mudou drasticamente
a partir do século XVIII, em decorrência da Revolução Industrial.
Iniciado na Inglaterra, esse novo sistema de produção substituiu
a força e a habilidade humana por máquinas, demandando um
novo tipo de trabalho no processo: o trabalho dos operários, com
tarefas específicas, caracterizadas pela repetição.
A demanda de mão de obra para as indústrias levou à
migração de parte da população rural para as cidades, acelerando
o processo de urbanização e alterando a organização social.
Paralelamente, bens anteriormente restritos a poucas pessoas
foram popularizados, gerando assim níveis de consumo que já
não podiam ser supridos pela produção artesanal.
Nesse processo, a Química teve papel essencial. É o que
vamos ver ao longo deste capítulo.
A Revolução Industrial impôs uma nova ordem social, na qual
operários estão sendo, cada vez mais, substituídos por máquinas,
como satiriza Charles Chaplin no filme Tempos Modernos.
Margaret Herrick/Academy of Motion Picture Arts and Sciences
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Caracterização da indústria química
Uma classificação do setor industrial o divide em indústrias de bens de produção e indústrias de bens de
consumo. . As indústrias de bens de produção – também chamadas indústrias pesadas ou indústrias de base – teralmente são a base do desenvolvimento de um país, pois criam produtos necessários para gerar outras merca-
lidorias,
matérias-primas, energia, máquinas etc. As indústrias de bens de consumo – também chamadas indústrias
leves ou ainda indústrias de transformação – utilizam os materiais produzidos pelas indústrias de base e, a partir
deles, geram novas mercadorias, que irão para o comércio.
Todas essas indústrias dependem essencialmente de conhecimentos químicos, pois a transformação de materiais
em bens de consumo, por exemplo, passa por transformações químicas. Mesmo quando isso não acontece (como
é o caso da industrialização de alguns alimentos), elas dependem de máquinas ou matérias-primas da indústria de
base, as quais são produzidas a partir de processos químicos.
Podemos ainda classificar as indústrias em dois tipos: indústrias químicas e indústrias mecânicas. As indústrias
químicas caracterizam-se pelo sistema de fabricação, que depende diretamente de processos químicos para produzir
materiais a serem utilizados nos produtos fabricados. Já as indústrias mecânicas caracterizam-se pela montagem de
máquinas, equipamentos e peças. Note, no entanto, que mesmo nas indústrias mecânicas, muitas vezes, as fases de
acabamento envolvem processos químicos, como a pintura e a eletrodeposição de metais ou de corantes.
A indústria química utiliza produtos básicos (as chamadas matérias-primas) encontrados na natureza e que podem
ser transformados para gerar produtos intermediários (que ainda vão ser transformados em novos produtos para o
consumo), ou refinados, ou seja, prontos para serem usados (veja quadro abaixo).
Produtos
PRODUTOS BÁSICOS DA INDÚSTRIA
Quantidades
aproximadas
Materiais fabricados
Básicos
Intermediários
Substâncias, materiais e
produtos para o consumidor
20 produtos
300 produtos
Milhares de produtos
Etileno, propeno, butadieno, benzeno, gás sintético, acetileno,
amônia, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio, cloro, entre outros.
Metanol, cloreto de vinila, estireno, ureia, formaldeído, óxido de
etileno, ácido acético, acrilonitrila, ciclo-hexano, ácido acrílico etc.
Plásticos, farmacêuticos, pigmentos, solventes, fertilizantes,
fibras, dispersões, cosméticos etc.
173

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Tecnicamente, há diferentes definições para as indústrias químicas, não havendo um consenso entre os especialistas
e as associações do setor. As indústrias de transformação podem ser classificadas por dois critérios
distintos: com base em seus produtos ou de acordo com seu ramo de atividade econômica.
A classificação por produtos estabelecida pela Organização das Nações Unidas (ONU) é a seguinte: indústria química
de produtos básicos (corantes, produtos naturais, fertilizantes e pesticidas, resinas plásticas, borrachas sintéticas e outros
produtos químicos básicos, como enxofre, óleos e gorduras etc.) e indústria de produtos químicos (tintas e vernizes, produtos
farmacêuticos, sabões, perfumes, produtos de limpeza, fibras artificiais e sintéticas e outros produtos químicos).
Já a classificação por atividade econômica, adotada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), divide
as indústrias de transformação em 23 setores, que incluem tanto indústrias químicas como indústrias mecânicas.
Como essa classificação busca melhorar a base de dados para análises estatísticas sobre os setores importantes
para a economia brasileira, foi feita uma divisão entre indústrias de produtos químicos (ácidos, solventes etc.) e outras
indústrias importantes que, apesar de também fabricarem produtos químicos (produtos alimentícios e bebidas, produtos
têxteis, couros, celulose, artigos de borracha e plástico etc.), não foram classificadas como indústrias químicas.
Indústria petroquímica
A indústria petroquímica é uma parte da indústria química e utiliza como matéria-prima derivados de petróleo, de
gás natural, de carvão ou mesmo de álcool. O refino de petróleo não é considerado parte da indústria petroquímica,
mas sim da indústria do petróleo. A atividade petroquímica inicia-se com a produção de eteno (C 2 H 6 ) e outros derivados.
Os principais produtos dessa indústria são os combustíveis e os plásticos. O petróleo, além de sua utilização como
combustível, tem larga aplicação industrial como matéria-prima para a produção de enorme diversidade de outras
substâncias. Frações do petróleo podem ser transformadas pela modificação, aumento ou quebra de suas moléculas.
A indústria petroquímica do Brasil foi planejada pelo governo a partir da criação dos três polos petroquímicos
que iniciaram suas atividades em anos distintos: polo de Paulínia (SP), em 1972; polo de Camaçari (BA), em 1978; e
polo de Triunfo (RS), em 1982. Nesses polos, situados próximos a refinarias da Petrobras, está hoje localizada a quase
totalidade das indústrias petroquímicas brasileiras. Em processo de construção, o Complexo Petroquímico do Rio de
Janeiro (Comperj), localizado no município de Itaboraí, tem início de operação previsto para o ano de 2013 ou 2014.
O faturamento da indústria petroquímica corresponde a aproximadamente 30% do faturamento da indústria química
mundial.
Marcelo Spatafora/ Pulsar Imagens
Delfim Martins/Pulsar Imagens
Podemos dizer que toda indústria depende de processos químicos
e a sua grande maioria depende de profissionais da Química.
Nessa indústria de aço em Pindamonhagaba (SP) estão envolvidos
processos de tratamento de metais para confecção de chapas com
maior resistência e durabilidade, além de análises de qualidade do
produto final.
Os produtos químicos de uso industrial no Brasil, com vendas
totais de R$ 158,5 bilhões, equivalentes a US$ 76,2 bilhões, responderam
por 50% do total do faturamento líquido da indústria em 2011.
Com esses números Acredita-se que a indústria seja a chave para o
desenvolvimento brasileiro. Essa indústria siderúrgica em Cubatão (SP)
contribui de forma significativa para esse desenvolvimento, fornecendo
metais que vão movimentar as demais indústrias.
174

Indústria química e desenvolvimento econômico
Segundo dados do IBGE, o setor químico brasileiro é o segundo maior entre as indústrias de transformação, estando
atrás apenas do setor de alimentos e bebidas. Note que esse indicador inclui apenas parte da indústria química,
conforme a classificação por atividade econômica adotada pelo órgão.
A indústria química brasileira está entre as dez maiores do mundo. Ela tem papel fundamental na economia do
país, sendo a base de sustentação de nossa matriz industrial. Está presente nos diversos setores produtivos, com participação
em todos os complexos industriais e até mesmo nos setores da agricultura e de serviços, por meio do necimento de matéria-prima e de produtos.
Segundo a Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim), o faturamento líquido dos produtos de uso industrial
aumentou em 62% de 1995 a 2008, atingindo as cifras de 61,2 bilhões de dólares. O segundo segmento
em faturamento foi o de produtos farmacêuticos, responsável por 17,1 bilhões de dólares. Os dois outros que merecem
destaque são o de adubos e fertilizantes, com 14,2 bilhões, e o de higiene pessoal, perfumaria e cosméticos,
forcom
10,4 bilhões.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
aturamento líquido da indústria química brasileira –
outros
ibras artiiciais
e sintticas
produtos umicos
de uso industrial
De acordo com dados do
IBGE, a participação da
indústria química no PIB
total foi de 3,1% em 2008.
8
tintas esmaltes
e ernies
deensios arcolas
produtos de limpea
ertiliantes
Fonte: Abiquim e associações de segmentos específicos.
produtos
armacuticos
iiene pessoal
perumaria e cosmticos
A Química vem da natureza.
Produtos químicos
podem ser sintéticos ou
naturais e são produzidos
a partir de matérias-primas
encontradas na natureza.
Observe o esquema da rota
de produção industrial de
garrafa do tipo PET.
e onde vem a garrafa PE
ácido
teretálico
pileno
nata
petrleo
sseis
J. Yuji
prormas
ineção da resina T
dando o prormato
das embalaens
arraa T
teretalato de polietileno
resina
T
teretalato
de dimetila
monoetilenolicol
metanol
pileno
ido de
eteno
nata
eteno
ás natural
petrleo
álcool etlico
nata petrleo
sseis
sseis
canade
açúcar
sseis
otas principais de produção
otas alternatias de produção
ás natural
sseis
Fonte: Abiquim. Disponível em: . Acesso em: 8 maio 2013.
175

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
J. Yuji
Esses dados demonstram que, sem sombra de dúvida, a indústria química tem hoje um papel social muito relevante,
contribuindo de maneira significativa para o desenvolvimento econômico de nosso país, pela geração de empregos
e riquezas. Os produtos químicos provocaram um salto enorme na qualidade de vida da população, com a
produção de fármacos e de novos materiais.
No contexto do desenvolvimento do Brasil, é de fundamental importância que se lance um olhar estratégico para
o desenvolvimento industrial, com enfoque na geração de empregos, na elevação do PIB e na melhor distribuição
da renda, entre outros fatores.
A elevada capacidade produtiva do país tem relação direta com a industrialização. É com ela que se implementa
a comercialização e o transporte, e é a indústria que alavanca tantos outros setores, num processo progressivo e encadeado.
Essa projeção de crescimento ocasionada pela industrialização gera inúmeras vagas de emprego, influenciando
diretamente a qualidade de vida da população.
Por outro lado, devemos considerar também que a nova revolução industrial gerou seus próprios problemas ao
introduzir a robótica nas indústrias e estabelecer mudanças nas relações de trabalho, como a terceirização, caracterizada
pela prestação autônoma de serviços. Acompanhando essas alterações, vem crescendo no mundo todo o
fenômeno do desemprego, que atualmente tem sido denominado desemprego estru-
Para um consumo constural.
Esse problema surgiu com a reengenharia organizacional das empresas, por sua
ciente, precisamos conhe-
vez atribuídas às alterações de mercado, como as decorrentes de novos hábitos de concer
toda a rota de prosumo;
mudanças em normas regulatórias do comércio internacional, de leis ambientais;
dução e distribuição dos
novas tecnologias etc.
produtos industrializados
para saber os impactos
ambientais e
sociais que o produto
Indústria e ambiente
provocou. Assim, devemos
evitar produtos que Química em termos de qualidade de vida, porém ainda nos defrontamos com problemas
Chegamos ao fim do século XX com avanços significativos proporcionados pela
agridem muito o ambiente,
sociais de grande dimensão ocasionados por esses mesmos avanços. O desenvolvimento
industrial trouxe o progresso econômico, mas provocou sérios problemas ambientais,
que foram produzidos por
mão de obra escrava, cuja
distribuição é ilegal e que como a poluição por mercúrio da baía de Minamata, no Japão; o vazamento de dioxina
não oferecem riscos demasiados
a nossa saúde. outros que acarretaram a morte de milhares de pessoas.
em Seveso, na Itália; o vazamento de isocianato de metila em Bophal, na Índia; e tantos
Com isso, cresceu no mundo todo uma preocupação
deastação
ambiental e surgiram diversos movimentos ambien-
matriaprima
poluição
talistas. Essas reflexões sobre os problemas ambientais
globais e a preocupação com o futuro do planeta vêm
modificando o modo de atuação dos governantes e
dos participantes dos setores empresariais, sobretudo
do ramo industrial.
Os tipos de degradação causados pelas indústrias,
como excesso do uso de recursos naturais, consumo
de grande quantidade de água e energia, emissão de
poeiras e gases tóxicos, geração de resíduos sólidos e
indústria
efluentes de difícil tratamento, destruição da paisagem
consumo
e outros mais, estão diretamente relacionados ao setor
industrial químico. Por isso, a imagem desse setor
não é muito positiva na avaliação do público em geral.
descarte
reciclado
Acontece, porém, que muitas mudanças significativas
têm ocorrido no procedimento das indústrias químicas
em relação ao ambiente.
A pressão ambientalista nas últimas décadas do
século passado somada aos impactos de acidentes de
grandes proporções incitaram mudanças na legislação,
Hely Demutti
176

aumentando a pressão sobre o controle dos rejeitos químicos. Isso, de certa forma, contribuiu para que a Química
buscasse soluções rápidas sobre os problemas ambientais provocados pelos seus produtos.
CAPÍTULO
Delfim Martins/ Pulsar Imagens
1
2
3
4
5
6
7
8
Há estudos que demonstram que, em certos locais, a produção de produtos químicos
dobrou nos últimos trinta anos, mas as emissões de poluentes e o consumo de energia
foram reduzidos em 25%. Os investimentos em pesquisas e em instalações de tratamento
e controle de poluição têm aumentado significativamente em todos os países desenvolvidos.
No Brasil, tivemos avanços na legislação, ao mesmo tempo que vem crescendo
no meio empresarial a filosofia de preocupação ambiental, incentivada por diversas entidades
representativas da área.
Esses resultados estão aumentando cada vez mais graças aos esforços que muitos
químicos têm desprendido em pesquisas no campo da Química Verde. Eles buscam desenvolver
técnicas e processos com base em 12 princípios que têm como meta final a
redução da produção de resíduos e do consumo de energia”, listados no quadro da
página seguinte.
Entre os grandes desafios
da indústria para a preservação
do ambiente,
está o desenvolvimento
de tecnologias que possibilitem
transformar produtos
poluentes em materiais
úteis. Nessa usina,
o bagaço da cana-de-açúcar
é utilizado como combustível
a ser queimado
para gerar energia.
Além dos princípios listados no quadro, a indústria deve atender a determinados certificados de qualificação
das indústrias, como os fornecidos pela ISO (International Organization for Standardization – Organização
Internacional para Padronização), que têm também incentivado práticas ambientalmente favoráveis.
Assim, gradativamente, muitas indústrias têm buscado alternativas para se tornar mais eficientes, utilizando técnicas
para prevenção da poluição, conservação de energia, reciclagem, redução ou eliminação de substâncias nocivas ao
ser humano.
O índice brasileiro em relação a preocupações ambientais, apesar de revelar menor crescimento que em outros
países, apresenta perspectivas de melhora. Uma delas é no setor de equipamentos para tratamento de água e esgotos
(projetos de despoluição do rio Tietê, Baía de Guanabara etc.).
177

Atitude sustentável
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Atitudes para o consumo sustentável
Princípios da Química Verde para a indústria e instituições de
ensino e/ou pesquisa
1. Prevenção – Evitar a produção do resíduo é melhor do que tratá-lo.
2. Economia de átomos – Buscar metodologias sintéticas que maximizem a economia de materiais.
3. Síntese de produtos menos perigosos – Evitar ao máximo a síntese de produtos tóxicos à saúde humana
e ao ambiente.
4. Projeto de produtos seguros – Desenvolver produtos químicos que realizem a função desejada.
5. Solventes e auxiliares mais seguros – Diminuir o uso de substâncias auxiliares (solventes, agentes de separação,
secantes etc.).
6. Busca pela eficiência de energia – Minimizar o uso de energia pelos processos químicos.
7. Uso de fontes renováveis de matéria-prima – Dar preferência às matérias-primas renováveis.
8. Evitar a formação de derivados – Evitar o uso de derivados que requerem reagentes adicionais e podem
gerar resíduos.
9. Catálise – Buscar reagentes catalíticos, já que são mais econômicos.
10. Projeto para a degradação – Desenvolver produtos de degradação mais fácil.
11. Análise em tempo real para a prevenção da poluição – Desenvolver metodologias que monitorem e controlem
a formação de substâncias nocivas.
12. Química intrinsecamente segura para a prevenção de acidentes – Buscar processos químicos que minimizem
o potencial para acidentes químicos.
Adaptado de: . Acesso em: 12 abr. 2013.
Desenvolvimento sustentável
O processo de industrialização foi, sem dúvida, o responsável pelo desenvolvimento econômico de muitos países.
Para medir a riqueza de um país, ou seja, o conjunto de bens e serviços criados, utiliza-se um indicador chamado
Produto Interno Bruto (PIB), que também leva em consideração a capacidade produtiva industrial da nação. De
toda a riqueza mundial, cerca de 90% estão nas mãos de apenas 25 países – exatamente daqueles com o maior
PIB. Por incrível que pareça, mais de 170 paí ses contribuem com apenas 10% do PIB mundial. Não é de estranhar
que esses países ricos sejam os mais industrializados.
Isso tem levado à crença de que instalação de indústria significa progresso para a região, como de fato ocorre,
pela geração de novos empregos, aumento na arrecadação de impostos etc. Todavia, o modelo de desenvolvimento
baseado no crescente processo de industrialização precisa ser revisto em uma perspectiva da sustentabilidade
que garanta a sobrevivência das futuras gerações.
Entendemos que a base da sustentabilidade deve ser a redução do consumo e a distribuição de benefícios para
toda a sociedade. O modelo atual tem sido o da concentração de capital nas mãos de poucos, sem preocupação
com a igualdade social em um processo de globalização.
Globalização é o termo utilizado para designar a transição dos produtos e dos capitais entre os paí ses, caracterizando
uma economia cada vez mais planetária e com liberdade muito maior. Esse processo, ocorrido a
partir de 1990, acarretou transformações econômicas no mundo todo, inclusive no Brasil, causando impacto
até mesmo no mercado de trabalho. Um desses impactos foi o aumento da distância entre ricos e pobres, com
178

a melhora da qualidade de vida para alguns e a deterioração do padrão de vida para uma parcela significativa
da população.
Muitas indústrias têm feito uso do desenvolvimento sustentável como estratégia de marketing
para adquirir
maior confiança do público e manter o seu processo produtivo. É preciso, contudo, perceber que, por trás desse
discurso, muitas vezes se mantém o modelo de consumo, como se os recursos naturais fossem infindáveis. Nesse
sentido, não devemos nos enganar, contentando-nos com discursos de sustentabilidade que visam manter no
mercado empresas que de fato ainda não atingiram o padrão de consciência social desejável e que não distribuem
os lucros auferidos. Então, o desenvolvimento sustentável não se restringe à preocupação com o meio físico:
inclui ainda a solução de questões mais amplas, como o direito de todos à cidadania.
Sustentabilidade deve ser um comprometimento nas atividades organizacionais e lucrativas, a distribuição de valor
para os empregados da empresa e, também, para a comunidade. Sustentabilidade deve ser compromisso com a
ética e com a cidadania.
Esta é uma questão complexa, em que vários fatores precisam ser analisados. Não se trata de parar o
desenvolvimento industrial, fechando as indústrias químicas, mas pensar um novo modelo de desenvolvimento,
em que as indústrias estabeleçam como meta a busca por melhores condições de vida para toda a comunidade,
e não simplesmente se mantendo à custa da sociedade de consumo, que degrada as reservas naturais e que é
reproduzida para justificar a sua existência empresarial.
De fato, dependemos do desenvolvimento industrial, pois o baixo crescimento econômico aumenta o número
de pessoas desempregadas durante um longo tempo. A precariedade de vida faz surgir alguns fenômenos na sociedade,
como a exclusão social, que, pela sua complexidade, é de difícil solução. Podemos categorizar as velhas e
novas exclusões sociais. Antes havia o pobre, o miserável, o mendigo, o pedinte, o indigente, o subnutrido. Hoje,
temos as minorias sociais; os analfabetos; os que sofrem exclusão política, desemprego estrutural; os que não têm
acesso a bens e serviços, ao mercado de trabalho formal, à terra; os que estão privados da segurança, dos direitos
humanos, das tecnologias, do mundo digital etc.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
Hely Demutti
7
8
Juca Martins/Olhar Imagem
Desenvolvimento sustentável é aquele que atende às necessidades do presente sem comprometer o futuro buscando a equidade social.
A produção artesanal em grupos ainda é uma forma mais sustentável do que a industrial, que deveria se concentrar muito mais em áreas estratégicas
essenciais para o desenvolvimento humano.
179

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Aprendemos, na presente unidade, como a Química tem transformado nossas vidas. A genética e a farmacologia
são exemplos de manipulação de processos vitais que têm prolongado a expectativa de vida. A produção de
polímeros demonstra a nossa capacidade para manipular moléculas e reconstruí-las nos mais diferentes tamanhos.
A produção de cosméticos contribui para o embelezamento da vida. Os processos de síntese industrial produzem
novos materiais que aumentam a qualidade de vida. Tudo isso tem transformado a existência no planeta.
Projetos de inclusão
digital tentam amenizar
as diferenças de acesso
à informática e a seus
benefícios, impostas pela
sociedade, que, apesar do
grande avanço científico e
tecnológico, ainda apresenta
diferenças sociais gritantes.
Nelson Almeida/Governo do Estado de SP
O desafio atual é o controle social dessas transformações. Os químicos têm demonstrado possibilidade de reduzir
os impactos ambientais por meio dos princípios da Química Verde. A questão é quem vai direcionar nossas
pesquisas e controlar as atividades empresariais para que os seus resultados positivos sejam um compromisso de
responsabilidade social. Essa é a sustentabilidade que defendemos e que a Química pode contribuir para a transformação
social.
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. Comente a frase: “A riqueza de um país é medida por sua capacidade produtiva”.
2. Cite exemplos de indústrias químicas e indique alguns de seus produtos.
3. Podemos afirmar que o Brasil é um país industrializado? Justifique sua resposta.
4. Por que a imagem da indústria química está desgastada e como ela pode melhorar?
5. No contexto da geração de empregos, uma indústria sustentável é capaz de gerar mais ou menos empregos? Justifique
sua resposta.
6. Qual é a relação entre pesquisa e sustentabilidade numa empresa?
7. Faça uma lista das principais ações que uma empresa deve implementar para instalar um programa de sustentabilidade
e responsabilidade social.
8. Em que os cidadãos podem contribuir para uma opção melhor de desenvolvimento industrial?
9. Pesquise na sua cidade ou estado a existência de alguma indústria química e, depois, responda às questões: Que benefícios
e malefícios ela trouxe para a população? Sua localização apresenta riscos para o ambiente? A economia da região
sofreu algum tipo de alteração desde a sua implantação? Que tipo de produto é originário dela?
180

1 INSTALAÇÃO DE UMA
INDÚSTRIA QUÍMICA
Pense
Você seria favorável à instalação de uma indústria química na região em que mora? Justifique sua resposta.
N o início da Revolução Industrial, as grandes fábricas foram instaladas no centro
das cidades. Todavia, problemas ambientais causados por essa atividade e dificuldades
no acesso viário para escoamento da produção e no deslocamento dos operários
de casa até o trabalho exigiram melhor planejamento para a instalação das indústrias.
O assunto hoje em dia deve fazer parte dos estudos urbanísticos de qualquer município.
Surgiu uma restrição aos espaços industriais, chamados de complexos, parques ou
distritos. Os complexos compreendem as instalações de vários ramos industriais em
uma grande região. Os parques abrigam um menor número de fábricas em uma área
determinada, e os distritos correspondem a uma área previamente delimitada para a
instalação das fábricas.
Para os municípios e estados da federação sempre há interesse em implantar indústrias
em sua região administrativa, em virtude dos benefícios econômicos que tais instalações
trazem para a região. Com isso, é comum até mesmo haver disputas fiscais para incentivar
a instalação de indústrias.
Muitas vezes, no entanto, supervalorizam-se os benefícios de uma indústria e não
são levadas em consideração algumas análises mais críticas sobre os riscos que ela trará
para a região. Em estudos de viabilidade da implantação de uma indústria, diversos
fatores precisam ser levados em conta.
Para o empresário industrial, o que pesa mais no estudo da implantação de uma
indústria são os seguintes fatores: existência de mão de obra local especializada, acesso
fácil às matérias-primas, existência de infraestrutura básica (energia elétrica, rede de
água e esgoto, serviços telefônicos e via de acesso ao local de produção, entre outros),
demanda do produto, além de outros fatores econômicos.
O polo petroquímico de
Camaçari (BA) é um grande
complexo industrial, pois
reúne indústrias de vários
setores. Esse complexo traz
inúmeros benefícios à comunidade
local, mas a sua
instalação tem que ser feita
sob base de uma legislação
rígida que diminua os impactos
ambientais por ela
ocasionados.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Juca Martins/Olhar Imagem
181

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Já para os governantes, é essencial que o estudo contemple aspectos que avaliem o
impacto ambiental do empreendimento, assim como os efeitos na economia local e na
organização urbana do município.
Infelizmente, muitas vezes por interesses econômicos imediatos da região (como a falta
de empregos) e até mesmo mediante pressões inescrupulosas (por exemplo, propinas),
são aprovadas instalações de indústrias em locais inadequados ou em condições desfavoráveis
para a comunidade local. Por esses e outros fatores, é fundamental a participação
política da comunidade, a fim de que todos possam usufruir os benefícios de uma política
industrial que contribua para o desenvolvimento da região.
Os países que se organizaram mais cedo e desenvolveram legislações ambientais, hoje,
estão mais protegidos. Estabelecer mecanismos legais mais rigorosos é uma estratégia eficaz
para o controle de problemas ambientais decorrentes da implantação de uma indústria.
Por exemplo: a obrigatoriedade imposta às indústrias nos Estados Unidos, sob um
custo elevado, de registrar os biocidas (produtos que possuem ingredientes ativos que
matam seres vivos, como insetos ou fungos, reagindo quimicamente em processos dos
organismos desses seres) fez reduzir a produção de 1600 tipos desses ingredientes, em
1976, para 400 em 1993. Em vários outros países, foi reduzida a produção de uma série
de produtos de elevado risco para o ambiente.
Hely Demutti
Mesmo a instalação de pequenas
indústrias em zonas
rurais exige cuidados
para proteger a vegetação
local e evitar danos à
comunidade provocados pelos
gases emitidos.
Alguns estudos indicam que a legislação mais rigorosa provocou, entre 1960 e 1988, um
deslocamento significativo de indústrias poluentes de países desenvolvidos para países em
desenvolvimento, e as indústrias de maior risco acabaram indo para os países mais pobres.
Outro importante estudo a ser desenvolvido na instalação de indústrias engloba o que
se chama de área de segurança. Seu planejamento deve observar aspectos como: escolha
do local para a implantação da indústria; fácil circulação das pessoas na região; saídas de
segurança; plataformas, passagens, pisos, escadas e rampas; fácil armazenamento; condições
da parte elétrica e da iluminação; elevadores; ventilação, calor e ar-condicionado;
equipamentos e suprimento de água, caso ocorram incêndios; instalações de vestiários, restaurantes
etc.; além de cuidados com a saúde e segurança dos trabalhadores, entre outros.
Ainda são levados em conta na instalação de indústrias os aspectos tecnológicos. Toda
indústria deve desenvolver novos processos tecnológicos ou pagar pelo licenciamento
para utilizar processos já patenteados. Por isso, a expansão de complexos industriais no
país depende essencialmente de investimentos em ciência e tecnologia que garantam o
desenvolvimento de novos processos em um modelo que preserve os interesses nacionais
e, sobretudo, o ambiente.
A seguir, veremos como é possível aprimorar processos de síntese química nas indústrias.
182

2 SÍNTESE QUÍMICA
V ocê já estudou um pouco sobre o valor das transformações industriais para a economia
de um país e soube que, por meio delas, a matéria-prima é convertida em diferentes
produtos de consumo. Por trás de tudo isso está um processo essencial: a síntese
química. . Essa é uma área que envolve químicos que trabalham em laboratórios de pesquisas
e químicos industriais, que desenvolvem sistemas para a produção em larga escala.
A síntese química, de grande importância em processos industriais e laboratoriais, consiste
na preparação de substâncias desejadas por apresentarem destinos comerciais ou de
pesquisa. Há de se considerar que a maioria das sínteses desenvolvidas em laboratórios
de pesquisa não é processada nas indústrias. Porém, a partir do conhecimento desenvolvido
em laboratórios de pesquisa sobre os mecanismos presentes em reações químicas,
são criadas técnicas industriais cada vez mais eficientes.
A síntese consiste em uma atividade fim de todo químico, afinal todo o estudo que
ele desenvolve para caracterizar a identidade das substâncias pelas suas propriedades
e constituição visa a transformar aquela substância em um produto idealizado. Na
clássica divisão dos químicos inorgânicos e orgânicos, vamos encontrar os químicos
que se dedicam à síntese inorgânica e os que estudam a síntese orgânica. Os químicos
analíticos, que buscam identificar as substâncias, também fazem síntese, pois muitas
substâncias são identificadas por meio de reações químicas. Para isso, o químico analítico
processa reações tanto inorgânicas quanto orgânicas. Por sua vez, os químicos inorgânicos
também desenvolvem estudos de síntese com aplicações na síntese orgânica e vice-
-versa. Os químicos teóricos propõem modelos de novas moléculas com propriedades
específicas que podem ser sintetizadas em laboratório para serem posteriormente testadas.
Enfim, apesar de a síntese ser atividade fim de todo químico, uns se dedicam mais
especificamente em entender como as reações ocorrem, pelo estudo dos mecanismos de
reação. A compreensão dos fatores que afetam a velocidade de uma reação permite inferir
o mecanismo da reação, isto é, como as transformações se processam passo a passo. Desse
conhecimento nascem as proposições de novos métodos sintéticos, visando à preparação
de um produto com o maior rendimento e menor custo possíveis.
Na lista dos principais produtos químicos produzidos pela indústria sempre vamos
encontrar a produção de ácidos e sais inorgânicos largamente usados na agricultura.
Sem dúvida, a síntese inorgânica tem um papel fundamental na Química. Aliás, o
desenvolvimento da síntese da amônia pelo processo Haber-Bosch constitui um dos maiores
feitos da Química, que contribuiu para diminuir a fome de muita gente no planeta.
Sem desprezar a síntese inorgânica, vamos nos ocupar neste capítulo da síntese orgânica,
pelo fato de ela nos ilustrar como o estudo das estruturas químicas possibilita o
desenvolvimento de técnicas específicas para transformar as substâncias.
O trabalho de síntese realizado por químicos consiste em fantásticos processos de
remodelagem de estruturas existentes na natureza para produzir novas substâncias com
estruturas moleculares que apresentem propriedades bastante específicas. Esse trabalho
pode ser bem conduzido na Química Orgânica pela versatilidade das cadeias carbônicas.
Buscando substâncias que apresentem propriedades físicas e químicas características, os
profissionais da Química podem projetar moléculas cujas substâncias serão mais apropriadas
para o fim desejado.
Como vimos no capítulo anterior, as propriedades das substâncias orgânicas mudam
substancialmente quando alteramos a estrutura de suas moléculas. Essa é uma das
funções do químico orgânico: projetar a estrutura molecular em função das propriedades
desejadas para a substância.
Muitas pessoas não têm
ideia da quantidade de
artefatos e materiais
do nosso cotidiano que
foi produzida a partir de
sínteses orgânicas.
Fotos: Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
183

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Sabendo qual é a estrutura pretendida, a síntese orgânica é desenvolvida de modo a minimizar
etapas de produção, reduzindo o custo e o tempo de produção. Para isso, são pesquisadas
sequências de reações que visem a aumentar ou diminuir os tamanhos das moléculas
ou, ainda, alterar os grupos funcionais a ela ligados, com o menor número de etapas possível.
Vamos ver algumas das reações que podem ser desenvolvidas na Química Orgânica.
Para fins didáticos, agruparemos as reações estudadas em dois grandes grupos: reações
de reconstrução molecular de cadeias carbônicas e reações de transformação de gru-
pos funcionais.
3 SÍNTESE ORGÂNICA:
RECONSTRUINDO MOLÉCULAS
O s
novas moléculas, quebrando-as em moléculas menores (
tipos de reações estudados neste tópico são caracterizados pela construção de
novas moléculas, quebrando-as em moléculas menores (clivagem), formando ou-
tras maiores (alongamento), adicionando, eliminando ou substituindo átomos. Tudo isso
sempre ocorre por meio da ruptura e formação de ligações químicas.
Muitas dessas reações ocorrem por meio de processos que envolvem quebras de ligações
duplas ou triplas.
Nas refinarias, devido
ao craqueamento do
petróleo, é possível
aproveitar melhor as matérias-primas,
produzindo
maiores quantidades de
combustíveis (gasolina e
diesel). Observe que, pelo
craqueamento, pode-se
obter gasolina a partir da
nafta pesada e diesel
de resíduos.
Craqueamento
Pense
Como é possível obter mais gasolina a partir de uma mesma quantidade de petróleo?
Como você já sabe, o petróleo não contém apenas gasolina ou óleo diesel, embora
essas sejam as frações mais rentáveis comercialmente.
A porcentagem de gasolina obtida diretamente da destilação do petróleo cru é muito
pequena, cerca de 7% a 15%. Como essa quantidade não é suficiente para atender à
demanda do mercado, foram desenvolvidos métodos para se obter gasolina de hidrocarbonetos
provenientes de outras frações do petróleo.
J. Yuji
gás
nafta leve
tratamento
gás combustível
gasolina
nafta pesada
querosene
hidrotratamento
hidrotratamento
reforma
extração de aromáticos
aromáticos
combustível de avião e querosene
gasóleo
hidrotratamento
craqueamento catalítico
diesel e óleos combustíveis
torre
resíduo
destilação
a vácuo
gasóleo de vácuo
óleo lubrificante
asfalto
coqueador
craqueamento catalítico
coque
184

Concluídas as etapas do refino, sobra um resíduo de petróleo, que então pode ser submetido
à pirólise (do grego, pyr = "fogo") ou ao craqueamento (do inglês, crack
= "quebrar"). Esse
segundo processo é executado em outra coluna de fracionamento e consiste na quebra de
moléculas de cadeias longas, de modo a obter moléculas menores.
Submetendo as moléculas de hidrocarbonetos das frações de querosene a temperaturas
entre 450 ºC e 700 ºC, consegue-se quebrá-las em cadeias menores, na faixa da
fração da gasolina, como exemplifica a equação a seguir.
C 12 H 26 (l) ( C 8 H 18 (l) + 2C 2 H 4 (g)
fração de fração da alceno
querosene gasolina
O craqueamento possibilita o aproveitamento quase integral do petróleo, gerando uma
economia expressiva e permitindo a obtenção de maiores quantidades de gasolina (aumento
de 20% a 50% no aproveitamento do petróleo cru), GLP (gás liquefeito do petróleo)
e outros produtos químicos que são transformados em uma infinidade de produtos
presentes e indispensáveis em nosso dia a dia.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Eliminando átomos das cadeias carbônicas
A eliminação de átomos em síntese orgânica permite a formação de duplas ligações
na cadeia. Isso pode ser feito, por exemplo, na eliminação de átomos de halogênios
(X) em haletos de alquila (R-X) e na desidratação de álcoois, com a retirada do grupo
OH. A eliminação de átomos de halogênios é exemplificada abaixo e a desidratação de
álcoois, na página 197.
Polimerização
Já estudamos no capítulo anterior reações de polimerização. Vamos revê-las, ilustrando
um processo inverso ao craqueamento.
A borracha sintética foi inicialmente empregada na produção de pneus, isolantes e
condutores elétricos. Ela é sintetizada graças à possibilidade de moléculas de alcenos se
ligarem umas às outras pela quebra de ligações duplas e formação de novas ligações simples.
Isso acontece porque, embora a ligação dupla seja mais forte que a ligação simples,
ela é mais fraca do que duas ligações simples.
Quando as moléculas se ligam umas às outras, há uma transformação da ligação dupla
em ligação simples e a formação de uma nova ligação simples, de maneira que cada
átomo continue com quatro ligações.
Como esse processo ocorre entre diversas moléculas, podemos representar a reação da
seguinte forma:
185

epresentando que temos n partes ligadas. Embora
n possa assumir números infinitos, se
o considerarmos igual a 5, temos:
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Representação do monômero
2-metilbuta-1-3-dieno
(isopreno) e de uma pequena
parte do polímero
poli(sopreno), um tipo
natural de borracha.
Nesse exemplo, colocamos o hidrogênio como o reagente que irá fechar as extremidades
dos polímeros. Entretanto, isso nem sempre acontece e pode ocorrer de diferentes
formas, inclusive apresentando uma dupla ligação na extremidade, como indica a
equação a seguir.
Como já vimos, esse tipo de reação, na qual pequenas moléculas se unem formando
moléculas maiores com unidades estruturais repetitivas, é denominado reação de poli-
merização. Nessas reações são formados os polímeros (do grego, poli = "muitas", e me-
ros
= "partes"). São reações de polimerização que produzem os plásticos e muitos outros
materiais comuns em nosso cotidiano.
A borracha natural – (H 2 CC(CH 3 )CHCH 2 ) n – é formada
a partir do 2-metilbuta-1,3-dieno ou isopreno, um
hidrocarboneto com duas ligações duplas. Parte de sua
estrutura polimérica é representada na figura ao lado.
O polietileno é um polímero muito comercializado
por ter alta resistência à umidade e ser muito barato.
Ele é utilizado para confecção de recipientes, sacos,
garrafas, baldes, tubulações, brinquedos, isolantes de
fios elétricos etc. É obtido a partir da polimerização
do etileno ou eteno (H 2 C CH 2 ), de acordo com a
equação química representada anteriormente.
A cola branca utilizada como material escolar contém o polímero PVA ou polietenol
( H K( CH 2 CHOH K)
n
H) formado a partir do etenol, também denominado álcool vinílico
(H 2 C CHOH). Esse polímero é também usado na fabricação de tintas à base de água,
adesivos e gomas de mascar.
Representação de parte de moléculas de PVA
O polipropileno é outro polímero muito comum. Obtido a partir do propeno, ou
propileno ( H K( H 2 CCHCH 3 K)
H), é mais duro e resistente ao calor que o polietileno.
n
Por isso, é muito utilizado na fabricação de artigos moldados, boias, isolantes térmicos,
tapetes e fibras.
O politetrafluoretileno, conhecido como teflon, é um polímero que ganhou espaço
na cozinha de nossas casas. Obtido a partir do monômero tetrafluoretileno (F 2 CCF 2 ), esse
186

polímero é muito utilizado no revestimento de panelas por sua elevada temperatura de
fusão (327 °C), resistência química e baixo coeficiente de atrito.
Essas mesmas propriedades permitem que o teflon tenha uma ampla aplicação indus-
trial (próteses, rolamentos, isolantes elétricos etc.) e em laboratórios químicos (cadinhos,
torneiras, revestimentos etc.).
CAPÍTULO
1
2
3
4
O PVC, como é chamado o polímero do cloroeteno – poli(cloreto de vinila), é muito
conhecido em decorrência de sua utilização em tubos e conexões hidráulicas. Entretanto,
sua aplicação industrial é muito mais ampla por suas propriedades físicas e químicas e seu
baixo custo de produção.
A utilização de revestimento
de teflon antiaderente
evita que alimentos
grudem na panela, tindo sua preparação com
menor quantidade de
óleos e permi-
gorduras.
Hely Demutti Hely Demutti
5
6
7
8
A seda sempre foi um material nobre e de alto valor empregado na fabricação de tecidos.
A busca por substitutos sintéticos levou a diferentes tipos de náilon, obtidos pela polimerização
de diaminas com ácidos dicarboxílicos. Os materiais feitos a partir desses polímeros
apresentam grande resistência mecânica, permitindo seu emprego, por exemplo, em
engrenagens de equipamentos eletroeletrônicos, tecidos, linhas de pesca etc.
O náilon-66, comercialmente o mais importante, é obtido da polimerização de moléculas
de 1,6-diamino-hexano (hexametilenodiamina) e de ácido hexanodioico (ácido adípico).
Essa reação pode ser descrita pela equação:
O PVC substituiu o ferro na
confecção de diferentes tubulações
para água utilizadas
na construção civil.
187

Hely Demutti
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Hely Demutti
Essas roupas têm a versatilidade,
a beleza, a leveza e
a modernidade do náilon.
Quando o polímero é formado por mais de um tipo de monômero, ele é denominado
copolímero. De acordo com a organização dos monômeros, os copolímeros podem
ser classificados como, por exemplo: copolímeros aleatórios, copolímeros em bloco e copolímeros
alternados. Para exemplificar essa classificação, vamos considerar os diferentes
copolímeros formados por duas unidades estruturais A e B: quando elas se repetem de
forma imprevisível (ABAAABABBBAABABBA), temos um copolímero aleatório; quando se
repetem em conjuntos (AAAAAABBBBAAABBB), um copolímero em bloco; e quando se
intercalam (ABABABABABAB), um copolímero alternado.
O etino, também conhecido como acetileno, é amplamente utilizado como matéria-prima
na preparação de diferentes substâncias que serão monômeros. Alguns deles, como
exemplifica o quadro abaixo, são utilizados na preparação de polímeros comuns.
Substância que
Monômero
Polímero
reage com o etino
H 2
H 2 eteno
Polietileno
HCl
HCN
cloreto de vinila
acrilonitrila
PVC poli(cloreto de vinila)
Poliacrinitrila Orlon
Adicionando átomos às cadeias carbônicas
A presença de insaturações em cadeias carbônicas torna as substâncias mais reativas
porque as ligações duplas ou triplas podem ser rompidas, formando ligações com novos
átomos sem destruir a cadeia carbônica.
Por isso, os alcenos e alcinos são mais reativos que os alcanos. Enquanto os alcanos, por
serem pouco reativos, são mais utilizados como solventes ou como fonte de energia pela
sua queima, os alcenos são usados como matéria-prima para obtenção de outros produtos,
a partir de reações de adição à dupla ligação, como mostram equações de algumas
reações no próximo item. Para facilitar a representação, utilizamos como exemplo o eteno.
Átomos de carbono que participam de ligações triplas tendem a atrair com maior intensidade
os elétrons das outras ligações das quais participam. Isso torna os alcinos menos
reativos que os respectivos alcenos.
a) Adição de hidrogênio
Um alceno, em presença de catalisador, reage com hidrogênio, de acordo com a equação:
Nesse tipo de reação, parte-se de um alceno e obtém-se um alcano. No caso dos alcinos,
dependendo de como a reação é realizada, pode-se ter como produto um alceno
ou um alcano. Veja mais detalhes dessa reação nas páginas 194 e 195.
188

) Adição de halogênios ou halogenação
Alcenos e alcinos reagem facilmente com halogênios (representados por X 2 ) à tempe-
ratura ambiente. Vejamos, como exemplo, a reação do eteno com bromo (Br 2
).
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
Esse tipo de reação acontece simplesmente pela mistura dos reagentes em um solvente
inerte – na equação anterior foi indicado o tetraclorometano. Tal reação é uma
maneira de detectar a presença de insaturações em substâncias orgânicas. A reação é
facilmente percebida porque a solução de bromo em tetraclorometano é castanho e
se torna incolor com o consumo do bromo.
c) Adição de água ou hidratação
Em meio ácido, alcenos podem reagir com água, formando álcoois. A equação a guir apresenta um exemplo desse tipo de
sereação.
6
7
8
Substituindo átomos das cadeias carbônicas
Outro tipo de reação empregado em síntese orgânica consiste na substituição de átomos.
Isso pode ser feito pela substituição de átomos de hidrogênio por outros grupos
substituintes, como ocorre, por exemplo, na halogenação de alcanos e em reações de
substituição em anéis aromáticos, que veremos a seguir. Além desses exemplos, existem
outras funções orgânicas que participam de reações de substituição, como é o caso dos
haletos de alquila (R K X), em que o átomo de halogênio (X) pode ser substituído por
inúmeros grupos (G), produzindo uma enorme variedade de substâncias orgânicas com
diferentes grupos funcionais (R K G).
a) Halogenação de alcanos
Enquanto os halogênios reagem com os alcenos e alcinos quebrando a insaturação,
com os alcanos eles provocam uma substituição de hidrogênio. Essa reação ocorre em
condições especiais, na presença de luz ou em altas temperaturas, enquanto alcenos
e alcinos reagem à temperatura ambiente até no escuro. Essas reações são exemplificadas
abaixo e nas páginas 194 e 195.
189

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
b) Substituição em anéis aromáticos
As substâncias aromáticas, em razão da maior estabilidade das ligações duplas de um
anel aromático, são menos reativas que os alcenos e alcinos. Sob condições drásticas,
as duplas ligações de um sistema aromático, como no caso do benzeno, podem
ser quebradas, e grupos, adicionados ao esqueleto carbônico cíclico, tal qual vimos
para um alceno; sob condições mais amenas, mas sempre requerendo a presença de
um catalisador, os hidrogênios ligados aos carbonos das duplas são substituídos por
outros átomos ou grupo de átomos, preservando as duplas ligações do sistema aromático
– tal reação é conhecida como reação de substituição eletrofílica aromática.
Vejamos alguns exemplos de reações do benzeno.
Essa reação só ocorre em presença de ácido sulfúrico. Por ser um ácido mais fraco, o
ácido nítrico perde uma hidroxila, formando o íon nitrônio (NO
+ 2 ), que irá se ligar ao
anel aromático no lugar de um átomo de hidrogênio.
Na presença de halogênios, ocorre a substituição de um hidrogênio. Diferentemente
do processo de halogenação dos alcenos, a halogenação das substâncias aromáticas
leva à substituição de um átomo de hidrogênio por um átomo do halogênio e ainda
é necessária a presença de um ácido de Lewis (FeCl 3 ), que atua como catalisador.
Essa última equação representa um tipo muito importante de reação, denominada
alquilação. A partir dela é possível fazer crescer a cadeia das moléculas, obtendo-se
novas substâncias.
Fotos: Hely Demutti
A indústria química pode
transformar pedra em alimento!
O carbureto de cálcio (CaC 2 ), em
contato com a água, fornece o
gás acetileno; esse, pode ser
hidrogenado, formando eteno,
que, novamente em presença
de água, pode fornecer álcool,
semelhante ao que usamos
na limpeza doméstica e na
produção de vinagre.
190

Pela alquilação se obtém a maioria das substâncias derivadas do benzeno.
O quadro abaixo apresenta algumas reações de uso industrial que utilizam o no como
benzereagente.
CAPÍTULO
Subprodutos
Reagentes
ou condições
necessárias
Benzeno
Reagentes
ou condições
necessárias
Subprodutos
1
2
3
4
HNO 3 e H 2 SO 4 Cl 2 / FeCl 3
clorobenzeno
Cl 2 / FeCl 3
5
6
nitrobenzeno
clorobenzeno
7
8
H 2 calor / pressão Ni
ciclo-hexano (solvente)
Cl 2 / FeCl 2 depois
Cl 3 CCOH
Cl 2 calor e luz
BHC (inseticida)
DDT (inseticida)
HNO 2 depois H 2
Cl 2 / FeCl 3 depois
NaOH
anilina
fenol
Exercícios
1. Por que o processo de instalação de uma indústria química
precisa ser tão complexo?
2. Que fatores devem ser levados em conta na instalação
de uma indústria?
3. Defina com suas palavras reação de polimerização
e craqueamento.
4. Que polímero é obtido a partir da polimerização do etileno?
5. A adição de halogênio a um alceno produz um derivado
halogenado. Sabendo que o bromo é o halogênio mais
utilizado, escreva a reação do but-1-eno com bromo.
6. Os hidrocarbonetos aromáticos apresentam cadeias carbônicas
insaturadas que facilitam a ocorrência de reações
de substituição. Escreva a reação do benzeno com:
a) cloro.
b) hidrogênio na presença de catalisador.
c) ácido nítrico.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
191

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
7. O benzeno e o ciclo-hexano apresentam o mesmo número
de átomos de carbono. Quantos átomos de hidrogênio
devem ser acrescidos a uma molécula do benzeno
para transformá-la em um ciclo-hexano?
8. Elabore uma lista de produtos que são originários da
indústria petroquímica e que têm a função de substituir
outros materiais.
9. Por que o petróleo pode gerar a síntese de tantos outros
materiais?
10. Explique como ocorre a reação de halogenação
no benzeno.
11. (UFU-MG) Em 1933, dois químicos da Universidade
de Chicago, Kharasch e Mayo, perceberam que, se
a adição de brometo de hidrogênio, HBr, a alcenos
fosse feita na presença de peróxidos orgânicos, como
peróxido de benzoíla ou peróxido de t-butila, t
mes-
mo em quantidades ínfimas, ela passaria a ocorrer
de maneira inversa à regra de Markovnikov, isto é,
o hidrogênio seria adicionado ao carbono menos
hidrogenado da dupla.
Com base nessa informação, dê o nome dos produtos
das reações indicadas abaixo.
a)
b)
12. (Fuvest-SP) Hidrocarbonetos que apresentam ligação
dupla podem sofrer reação de adição. Quando a reação
é feita com um haleto de hidrogênio, o átomo de
halogênio se adiciona ao carbono insaturado que tiver
menor número de hidrogênios, conforme observou
Markovnikov. Usando esta regra, dê a fórmula e o nome
do produto que se forma na adição de:
a)
b)
13. Complete as seguintes equações envolvendo reações
de alcinos:
a)
b)
c)
14. (UFPI) Para um melhor aproveitamento dos recursos
naturais, algumas das frações do petróleo podem sofrer
transformações em outros tipos de substâncias
químicas. Sobre essas transformações, assinale a alternativa
correta.
a) A isomerização transforma alcanos de cadeia ramificada
em alcanos de cadeia normal.
b) O craqueamento pode converter hidrocarbonetos
de pontos de ebulição mais altos em gasolina.
c) A diminuição da ramificação nos alcanos melhora
o desempenho da gasolina.
d) A polimerização pode levar à formação de substâncias
halogenadas.
e) O craqueamento térmico, realizado na ausência de
um catalisador, produz, principalmente, hidrocarbonetos
com cadeias ramificadas.
15. (Ufam) Qual o produto principal da bromação do
but-2-eno?
a) 1,3-dibromobutano. d) 2,3-dibromobutano.
b) 1,4-dibromobutano. e) 1-bromobutano.
c) 2-bromobutano.
16. (UFRN) O produto da reação entre 2 mols de HBr e 1
mol de 1-butino é:
a) 2-bromo-1-buteno.
b) 1-bromo-1-buteno.
c) 1,1-dibromobuteno.
d) 2,2-dibromobutano.
e) 1,2-dibromobutano
17. (Mack-SP) A hidrogenação catalítica do propeno produz:
a) 2-propanol.
b) propino.
c) propano.
d) ciclopropano.
e) ciclopropeno.
18. (Ufes) A brasilina e a brasileína são substâncias com
propriedades corantes e são as substâncias responsáveis
pela cor vermelha característica do pau-brasil. Quando
um extrato em solvente orgânico da madeira do paubrasil
é exposto ao ar e à luz, a brasilina é transformada
em brasileína.
Essa transformação é uma reação de:
a) substituição.
b) redução.
c) adição.
d) oxidação.
e) condensação.
192

4 SÍNTESE ORGÂNICA: TRANSFORMANDO
FUNÇÕES ORGÂNICAS
Vamos amos estudar outro grupo de reações que se caracteriza por transformações em grupos
funcionais específicos. Esses grupos funcionais apresentam átomos diferentes de
carbono que, portanto, apresentam características diferenciadas do restante da molécula.
Veja alguns exemplos típicos de transformações de grupos funcionais.
Oxidação
Pense
O que são reações de oxidação?
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Industrialmente, controlar reações de oxidorredução é de fundamental importância
para a melhoria dos processos; em muitos casos isso pode determinar a qualidade do
produto. Na indústria alimentícia, por exemplo, controlar as reações de oxidação é crucial
para manter a qualidade e a durabilidade dos alimentos.
Reações de oxidação são aquelas nas quais espécies químicas – átomos, íons ou moléculas
– perdem elétrons. Embora seja comum em Química Orgânica falarmos de reações de
oxidação – porque espécies orgânicas são oxidadas –, não podemos nos esquecer de que,
sempre que uma espécie é oxidada, outra espécie é reduzida – ou seja, ganha elétrons.
Em Química Orgânica, em geral, a oxidação ocorre com a adição de átomos de oxigênio
ou com a retirada de átomos de hidrogênio da molécula.
Vários tipos de reações orgânicas são classificados como reações de oxidação. Como
exemplo, podemos citar as reações de transformação de álcoois de vinho em vinagre ou
a transformação de alcenos em dióis, cetonas, aldeídos ou ácidos carboxílicos.
a) Oxidação de alcenos
Pense
Qual é o número de oxidação dos átomos de carbono no eteno?
Evgeny Karandaev/Shutterstock
vinho
vinagre
O vinagre pode ser obtido
pela oxidação de álcoois
presentes no vinho.
Hsagencia/Shutterstock
As ligações duplas são sujeitas ao ataque de espécies químicas eletrófilas, ou seja,
que necessitam de elétrons. Essas espécies incluem cátions (H + ) e moléculas (Br 2 e BF 3 ).
Além disso, essas reações são energeticamente favoráveis. Assim, tais reações são normalmente
exotérmicas.
A equação genérica abaixo representa as reações dos alcenos.
193

O esquema a seguir representa bem algumas das principais reações que ocorrem
com os alcenos.
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Zorandim/Shutterstock
O eteno é um gás incolor de odor etéreo de larga aplicação
na indústria, sendo matéria-prima para diversos
produtos derivados de reações de oxidação que ocorrem
com a quebra da ligação dupla.
As equações foram representadas considerando-se o eteno, mas também se
aplicam a outros alcenos de cadeias maiores. Entretanto, quando as cadeias são
maiores, observam-se algumas peculiaridades. Veja a equação da reação entre o
propeno e o ácido bromídrico:
Como indicado na equação, forma-se pouco 1-bromopropano e mais de
2-bromopropano.
Analisando essa e outras reações similares, o químico russo Vladimir Markovnikov
[1838-1904] observou que, nas substituições por haletos de hidrogênio, o átomo de
hidrogênio liga-se preferencialmente ao átomo de carbono ao qual estiver ligado o
maior número de átomos de hidrogênio. Essa observação é conhecida como Regra
de Markovnikov e pode ser enunciada como a seguir.
Na adição de um reagente a uma ligação dupla, a parte positiva do reagente
liga-se ao carbono originalmente menos substituído da dupla.
194

Os alcinos reagem de forma similar aos alcenos e seguindo a regra de Markovnikov:
poucoo
H
CH 3
C
C
Br
H
H C C CH 3
+ H Br
muito
H
CH 3
C
C
H
Br
b) Oxidação de álcoois
Álcoois podem ser oxidados formando substâncias cujas moléculas vão conter
carbonilas. A oxidação dos álcoois ocorre de acordo com a posição da hidroxila na
cadeia carbônica. Sob condições similares, álcoois primários reagem diferentemente dos
secundários, e álcoois terciários simplesmente não reagem. Vários agentes oxidantes
podem ser empregados nessas reações como, por exemplo, permanganato de potássio
(KMnO 4 ), trióxido de cromo (CrO 3 ), dicromato de potássio (K 2 Cr 2
O 7 ), entre outros. Em
processos fermentativos, álcoois são oxidados pela ação de microrganismos.
Álcoois primários podem se oxidar parcialmente, dando origem a um aldeído. Em
uma oxidação total produz ácido carboxílico. Observe o exemplo abaixo:
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
lcool primário
Álcoois secundários podem ser oxidados na presença de diferentes oxidantes,
produzindo cetonas. Vejamos um exemplo desse tipo de reação utilizando o ácido
crômico (H 2 CrO 4 ), oxidante comumente utilizado.
Para a produção de vinagre,
a indústria alimentícia utiliza a
oxidação de álcoois, formando
ácidos.
lcool secundário
Hely Demutti
Os alcoóis terciários normalmente não reagem com a maioria dos oxidantes:
lcool terciário
195

Nem sempre a oxidação é desejável. Essa reação pode ocorrer em condição ambiente
quando o álcool está em presença de oxigênio e bactérias fermentativas, conforme a
equação a seguir:
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Na estocagem de vinho, o controle de reações de oxidação é fundamental. Afinal,
imagine o quanto as pessoas ficariam decepcionadas, em um jantar social, ao provar
o vinho e perceber que ele virou vinagre. Em tal reação, o carbono sofre oxidação –1
para +3, e o oxigênio sofre redução 0 para –2.
Além das reações de oxidação apresentadas, outras reações também importantes
ocorrem na presença de oxigênio, como a de combustão.
Combustão
Pense
Qual é a importância da combustão, do ponto de vista da Química Orgânica?
Vikulin/Shutterstock
A combustão ainda é a
principal fonte de obtenção
de energia. Devido à
liberação de gases do efeito
estufa, é importante
que esta fonte de energia
seja substituída por outra
menos agressiva ao meio
ambiente.
Como já estudamos, as reações de combustão são exotérmicas,
ou seja, liberam calor.
A queima de substâncias orgânicas, como gasolina, diesel e carvão,
é utilizada para gerar energia para movimentar a grande frota
de veículos existente em nosso mundo. A energia dessas queimas
também alimenta fornalhas de indústrias e gera eletricidade em
usinas termelétricas.
Para qualquer combustível, a combustão pode ser completa
ou incompleta, dependendo da quantidade de oxigênio (O 2 )
presente. Se ela for suficiente, a queima do combustível leva
à liberação de uma grande quantidade de energia e à produção
de dióxido de carbono e água. Quando a quantidade de
oxigênio não é suficiente, têm-se produção de menores quantidades
de energia e liberação de monóxido de carbono (CO) e fuligem (C), entre
outros. Dependendo da presença de outras substâncias, pode haver também liberação
de outros gases, como óxido de enxofre e de nitrogênio.
O ideal para o ambiente e para o usuário é que a combustão seja completa, pois se
liberam mais energia e gases menos tóxicos. Porém, na indústria, muitas substâncias podem
ser preparadas pela oxidação incompleta e controlada de hidrocarbonetos. Dessa
forma, por exemplo, pode-se produzir alcenos, álcoois, aldeídos e ácidos.
Veja um exemplo que podemos ter em casa: a queima de uma vela. A equação abaixo
representa o que seria a combustão completa de uma substância presente na parafina.
61
C H ( s) + O ( g) → 20CO ( g) + 21HOg ( ) ∆ H<
0
20 42 2 2 2
2
Normalmente, quando queimamos uma vela, percebemos que há liberação de fuligem.
Isso ocorre porque o oxigênio não foi suficiente para queimar toda a parafina, produzindo
196

uma combustão incompleta. Nesse caso, podemos ter reações, descritas pela equação a
seguir, que produzem monóxido de carbono (CO) ou fuligem (C).
CAPÍTULO
21
C H ( s) + O ( g) → 20C( s) + 21H Og ( )
∆H <
0
20 42 2 2
2
1
Em motores que funcionam à base de combustíveis fósseis,
é fundamental que as válvulas de entrada de combustível
e de ar estejam bem reguladas para haver quantidades
corretas de oxigênio para queimar o combustível injetado.
Isso proporciona economia e evita a emissão de fumaças curas e mais poluentes.
Note que, tanto na combustão completa como na incompleta,
átomos de carbono têm seu número de oxidação au-
esmentado,
caracterizando reações de oxidação.
Conhecendo como se dão as reações de combustão,
com o auxílio da Química Orgânica a indústria pode desenvolver
combustíveis e mecanismos mais eficientes e usar
catalisadores que proporcionem melhores rendimentos e
produzam menores quantidades de poluentes.
Um hidrocarboneto muito utilizado como combustível é o butano, presente no GLP
(gás liquefeito de petróleo), cuja reação de combustão é descrita pela equação:
Desidratação de álcoois
Álcoois, matérias-primas comuns e baratas, muito utilizados na produção de outras
substâncias, podem desidratar-se em presença de ácidos, produzindo éteres ou alcenos,
dependendo da temperatura em que ocorre a reação.
A equação a seguir representa a reação de desidratação do etanol, produzindo
éter etoxietano.
Embora o Código Nacional
de Trânsito preveja
punição para veículos que
emitam quantidades de
gases acima do recomendado,
ainda é muito comum
encontrá-los circulando
pelas nossas vias.
A falta de regulagem dos
motores desses veículos
produz combustão incompleta
com aumento da
emissão de fuligem.
Hely Demutti
2
3
4
5
6
7
8
A equação abaixo representa uma importante reação de síntese de alcenos, porque
os alcenos constituem matéria-prima de vários produtos. Com essa reação, temos uma
alternativa de obtenção de alcenos sem ser pelo refino do petróleo.
197

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
O dácron é um poliéster
obtido por meio de
reações de esterificação.
É utilizado na fabricação
de tecidos, de mangueiras
contra incêndios e em malhas
especiais que substituem
os pedaços de vasos
sanguíneos danificados.
Hely Demutti
De acordo com o tipo de álcool, a reação pode ser rápida ou não. Assim, em presença
de ácidos, os álcoois terciários são desidratados mais rapidamente do que os secundários,
e estes, por sua vez, mais rapidamente que os primários. Portanto, a ordem de reatividade
para as desidratações de álcoois catalisadas por ácidos é:
Esterificação
desidratação
desidratação
lenta
rápida
Os ésteres são normalmente preparados a partir de reações entre álcoois e ácidos carboxílicos.
Como exemplo, veja a equação da reação entre o ácido etanoico e o etanol,
produzindo o etanoato de etila.
Observe, pela indicação das setas, que nessas reações químicas ocorrem equilíbrios
nos quais reagentes e produtos coexistem.
Saponificação
Uma "clássica" reação de ésteres é a sua reação com bases, produzindo sais orgânicos,
como a exemplificada abaixo:
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 (s) + 3NaOH(aq) # 3C 17 H 35 COONa(s) + C 3 H 5 (OH) 3 (l)
estearina hidróxido estereato de glicerina
de sódio
sódio
(éster) (base) (sal) (álcool)
Edson Sato/Pulsar Imagens
A reação de saponificação
é conhecida desde
a antiguidade e consiste
em uma reação de um éster
com uma base, fornando
um sal e um poli álcool.
Indígenas fabricando sabão
artesanal na Aldeia
de Amambai (MS).
A equação acima representa de forma simplificada a reação conhecida como reação
de saponificação. Na verdade, essa reação não ocorre diretamente entre o éster e o hidróxido
de sódio. Primeiro, o éster sofre uma reação chamada hidrólise, formando o ácido
esteárico (ácido carboxílico) e a glicerina, de acordo com a seguinte reação:
(C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 (s) + 3H 2 O(l) # 3C 17 H 35 COOH(aq) + C 3 H 5 (OH) 3 (l)
estearina água ácido esteárico glicerina
(éster) (ácido carboxílico) (álcool)
Em sequência a essa reação o ácido esteárico reage com o hidróxido de sódio, formando
o estearato de sódio (sal de ácido carboxílico – sabão) e água.
3C 17 H 35 COOH(aq) + 3NaOH(aq) # 3C 17 H 35 COONa(aq) + 3H 2 O(l)
ácido esteárico hidróxido estereato de água
de sódio
sódio
(éster) (base) (sal)
Em síntese, a reação de saponificação:
ÉSTER + NaOH # SAL ORGÂNICO + poliálcool
198

De forma simplificada, a reação de saponificação pode ser representada para éste-
res mais simples da seguinte forma:
CAPÍTULO
CH 2
K O K C K R
J
L
O
CH K O K C K Rî NaOH CHOH +
J
L
O
CH 2
K O K C K Rîî
L
O
Glicídeo
(gordura)
éster
Catálise orgânica
Pense
O que é catálise?
CH 2
OH RCOO – Na +
J
J
CH 2
OH
Glicerol
poliálcool
RîCOO – Na +
RìCOO – Na +
Sabão
sal
orgânico
1
2
3
4
5
6
7
8
A Química Orgânica é a ciência que estuda as substâncias orgânicas. Muitas delas são
produzidas na natureza e outras, produzidas pelos químicos. Para aumentar a quantidade
e variedade de substâncias produzidas, acrescentam-se no meio reagente, além das
matérias-primas, diferentes substâncias e materiais que facilitam os processos de síntese
sem que sejam consumidos. Esses materiais e substâncias são denominados catalisadores.
Entre eles, podemos citar os metais níquel (Ni), platina (Pt) e paládio (Pd), além dos
sais cloreto de alumínio (AlCl 3 ) e cloreto férrico (FeCl 3 ). Entretanto, embora não façam parte
dos produtos das reações, muitos catalisadores são degradados fisicamente durante os
processos, não sendo totalmente recuperados ao final.
A área da ciência responsável pelo estudo e desenvolvimento de catalisadores para
utilização em laboratórios e indústrias é denominada catálise. A área que estuda a utilização
desses materiais ou substâncias para transformação de substâncias orgânicas é
denominada catálise orgânica.
Um catalisador faz com que a reação ocorra por um percurso diferente, formando
diferentes intermediários entre reagentes e produtos. Essa mudança de etapas auxilia a
reação, tornando-a mais rápida. Isso acontece porque o catalisador propicia uma forma
alternativa de interação entre os reagentes, facilitando eventualmente o choque entre as
suas moléculas e permitindo que a reação se processe por meio de mecanismos (etapas
intermediárias) diferentes, em um tempo total de reação menor. O catalisador pode também
diminuir a energia necessária para que a reação ocorra e evitar ou diminuir a formação
de produtos indesejáveis.
Divulgação/Tianshi (Jiangsu) Fine Chemical Co.; Ltd
O cloreto de alumínio
é utilizado como catalisador
no craqueamento do
petróleo e em diversas outras
reações orgânicas.
Enzimas
Os catalisadores não estão presentes apenas nas sínteses conduzidas em laboratórios.
Células vivas possuem enorme diversidade de catalisadores, que recebem a denominação de
enzimas. Enzimas são proteínas com a função específica de catalisar reações bioquímicas.
199

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Hely Demutti
A enzima amilase,
presente na saliva, quebra
as enormes moléculas
de amido em moléculas
menores de glicose,
dando início ao processo
de digestão. Por isso,
ao mastigar bastante
um alimento contendo
amido, percebemos um
sabor adocicado.
Em nossa boca temos uma enzima, a amilase, que é responsável
pelo início do processo de digestão. Essa enzima ajuda a quebrar as
moléculas de amido em glicose, facilitando a digestão.
A ciência e a indústria logo perceberam que poderiam utilizar
catalisadores naturais para melhorar o rendimento de algumas
sínteses. Em muitos casos, além da economia de tempo
e energia, há a vantagem de se evitar a produção de resíduos
nocivos ao ambiente. Por isso, nas últimas décadas, tem sido
crescente a atenção dispensada a enzimas, com o intuito de
substituir alguns catalisadores convencionalmente utilizados
em síntese orgânica.
As enzimas são proteínas formadas por grandes moléculas. Na indústria, enzimas
isoladas ou microrganismos que produzem uma enzima específica são utilizados para
produção, conservação e modificação de produtos animais e vegetais, na produção de
medicamentos e na produção de derivados de matérias-primas animais e vegetais.
Fermentação
Pense
O que é fermentação? Você conhece algum processo de fermentação?
Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens
A fermentação é uma
das transformações mais
antigas realizadas pelo
ser humano, como a
fermentação de bebidas
alcoólicas.
Muitos alimentos, quando armazenados em condições inadequadas,
tornam-se impróprios para o consumo. Embora não seja aconselhável
prová-los quando estão nessas situações, a maioria das pessoas, por
exemplo, já deve ter tido o dissabor de colocar um leite azedo na boca.
Muitas vezes, dizemos que o alimento “azedou”.
O sabor azedo é uma característica de ácidos. Sabe-se que esse sabor
decorre da formação de ácidos pela oxidação dos alimentos. A oxidação
que leva o alimento a “azedar” é causada pela presença de oxigênio e
pode ser acelerada por algumas substâncias químicas, naturais ou não.
Mas, nem todas as transformações que ocorrem nos alimentos são indesejáveis.
Imagine como se faz para transformar caldo de cana em cachaça, arroz em saquê, cevada
em cerveja, uva em vinho etc.
A fabricação de diversas bebidas alcoólicas utilizando a fermentação de frutas
e cereais já era conhecida séculos a.C. Utilizar a ação de microrganismos para
converter uma substância em outra é um procedimento ainda muito empregado pela
ciência e indústria modernas.
A fermentação de alguns alimentos origina diversos tipos de outros. A partir da fermentação
do leite, por exemplo, se produzem queijos e iogurtes.
Essas transformações são normalmente aceleradas pela presença de determinados
microrganismos, como bactérias, fungos e leveduras. Esses podem se multiplicar e crescer,
alterando a estrutura de substâncias presentes nos alimentos.
Existem dois tipos de fermentação: a aeróbica e a anaeróbica. A aeróbica é a que
ocorre na presença de oxigênio do ar. Como exemplo de fermentação aeróbica, podemos
citar a fermentação do vinho, produzindo vinagre. No processo de produção do vinho,
existem etapas de fermentação aeróbica e etapas de fermentação anaeróbica.
200

Janice Haney Carr/Reuters
SPL/Latinstock
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
As bactérias são seres unicelulares,
com menos de 0,007 mm, e apresentam
formas variadas.
As leveduras são unicelulares, têm
entre 0,004 a 0,010 mm, com forma lada
ovuirregular.
Os fungos são filamentos multicelulares.
A multiplicação rápida desses microrganismos
é consequência de seu ciclo
reprodutivo curto.
7
8
Um dos exemplos mais comuns de fermentação é a produção
de álcool (ou aguardente) a partir do caldo de cana (garapa).
No caldo de cana há grande quantidade de sacarose, também
conhecida como açúcar de mesa. A fabricação industrial do
álcool é feita a partir do melaço de cana-de-açúcar por meio
do processo de fermentação. Para que ele ocorra, é necessário
utilizar microrganismos como, por exemplo, a levedura.
A reação de fermentação do etanol pode ser simplificada pela
equação abaixo:
C 6 H 12 O 6 (aq) ( 2CH 3 CH 2 OH(aq) + 2CO 2 (g)
glicose
álcool
Quando se fermenta e se destila o caldo de cana, formam-se, além do álcool, outras
substâncias, como aldeídos e ácidos. Da destilação da mistura formada obtém-se uma bebida
alcoólica que já era produzida no Brasil antes do século XVIII: a cachaça.
O álcool é separado pelo processo de destilação. Durante a condensação, recolhe-se
o álcool a 50%. Esse líquido então passa por um processo de purificação para se obter o
álcool de 95 a 95,6%, como é comercializado.
A sacarose é geralmente
formada pela união da
glicose e da frutose. Pode
ser encontrada no açúcar
refinado. Cada molécula
de sacarose se quebra em
uma molécula de glicose
e uma de frutose.
Fotos: Hely Demutti
Açúcar é um termo geral para uma categoria de
substâncias de carboidratos, mas os grânulos ou
cristais de açúcar de mesa comum são especificamente
sacarose.
201

O etanol tem grande importância na indústria por servir de matéria-prima para a produção
de outras substâncias, como exemplificado no esquema a seguir.
INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
Gabor Nemes/Kino
O etanol, além de aplicações
caseiras, é uma importante
matéria-prima
para obtenção de diversas
outras substâncias.
O álcool etílico é matéria-
-prima para obtenção de
várias substâncias em diferentes
tipos de reações químicas,
como: o etileno na desidratação,
o etanal e o ácido
acético na oxidação, o acetato
de etila na esterificação
com ácido acético.
É possível obter álcool também pela fermentação de grãos de cereais, batatas, frutos,
madeira, resíduos agrícolas, beterraba, entre outros. Atualmente, esse processo industrial
para obtenção de álcool é bastante valorizado, pois o álcool etílico é usado como combustível
em substituição da gasolina – uma alternativa para minimizar a poluição atmosférica,
já que no álcool não são encontradas substâncias de enxofre que geram gases nocivos
durante a combustão.
5 O QUÍMICO E AS INDÚSTRIAS
QUÍMICAS
As atividades básicas do profissional da Química consistem em realizar processos
de isolamento, identificação e síntese de substâncias. Ele trabalha em centros de
pesquisa, estudando as estruturas das substâncias, as suas propriedades e os mecanismos
de suas reações, por meio de modelos teóricos e de testes experimentais conduzidos
em laboratórios de pesquisa. Além de atividades de pesquisa, o químico trabalha
diretamente em laboratórios de análise, em que são conduzidos testes de identificação
da composição de materiais.
202

Assim, as principais atribuições do químico se relacionam à assessoria, consultoria, elaboração
de orçamentos, divulgação e comercialização, vistoria, perícia, avaliação, elaboração
de pareceres, laudos e atestados, ensaios e pesquisas em geral relativas a produtos
e processos químicos.
Também é sua tarefa o desenvolvimento de métodos e produtos, a análise química e
físico-química, químico-biológica, bromatológica, toxicológica e legal, a padronização e o
controle de qualidade. Além dessa gama de áreas de pesquisa e estudos, o químico pode
trabalhar diretamente em indústrias, supervisionando a realização de todos os processos
químicos utilizados.
A indústria química tem como objetivo obter um produto por menor custo, dentro dos
limites de segurança. Para isso, é fundamental realizar avaliações de qualidade das matérias-primas
usadas nos processos, pois, do contrário, pode haver riscos para o consumidor
e enormes prejuízos para a indústria.
A necessidade da redução do custo de produção implica mudanças no processo
produtivo: matérias-primas caras vão sendo substituídas por outras mais baratas e
opta-se por técnicas de processamento que consumam menos energia e que sejam
mais rápidas. Além disso, é preciso buscar substâncias e processos que agridam o
menos possível o ambiente e diminuam os riscos para os operários, oferecendo maior
segurança à indústria. Portanto, as principais atividades do químico na indústria vão
da pesquisa ao controle do processo produtivo, desde a escolha da matéria-prima, até
o gerenciamento dos resíduos tóxicos.
Para trabalhar em indústrias químicas, os químicos precisam desenvolver estudos específicos
para a produção em grande escala, o que requer condições muito diferentes das
conduzidas em laboratórios, que lidam com pequenas quantidades de material. Para desempenhar
bem essa função, esse profissional necessita de uma formação mais específica,
que é dada ao engenheiro químico.
Bicicletas modernas
têm melhor desempenho
graças à leveza e resistência
dos diversos tipos
de materiais de que são
feitas como: cromo, alumínio,
fibra de carbono
e titânio. Esses materiais
derivam de estudos feitos
pelos químicos.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Gary W. Meek
Renato Stockler/Folhapress
Os químicos atuam no desenvolvimento de novos produtos com diversas
aplicações em diferentes áreas. Na foto, vemos químicos analisando
uma fibra produzida com nanotubos.
Um químico pode atuar em diversas áreas da produção industrial.
Sua responsabilidade com a qualidade dos produtos e, consequentemente,
com a nossa qualidade de vida é muito grande!
203

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
No século passado, os químicos foram responsáveis pelo desenvolvimento de técnicas
de produção de novos materiais que tiveram grande impacto em nossa sociedade.
Podemos destacar dez produtos revolucionários: isótopos radioativos, plásticos, artefatos
biomédicos, medicamentos, fibras sintéticas, gases puros, conversores catalíticos,
fertilizantes, produtos petroquímicos e borracha sintética.
Com tanto desenvolvimento, houve uma especialização nesse ramo. Algumas dessas
especialidades são desenvolvidas por profissionais com formação específica e que
não se enquadram como químicos, mas que têm amplo conhecimento de Química. É
o caso, por exemplo, do farmacêutico e do engenheiro de alimentos.
Finalmente, podemos dizer que bons profissionais da Química encontram com facilidade
um mercado de trabalho promissor. Seus principais empregadores são as indústrias
químicas, incluindo a alimentícia, farmacêutica, de cosméticos, petroquímica,
agroquímica e de papel e celulose. Nessas empresas, são contratados químicos para
acompanhar as linhas de produção e aperfeiçoar produtos e processos.
Há ainda campo de trabalho em laboratórios de análise e em instituições de pesquisa.
Exercícios
1. Quais são as principais atividades de um químico?
2. Cite setores em que o químico pode conseguir emprego.
3. Em que consiste a síntese orgânica?
4. Quais são as reações de síntese orgânica mais comuns?
5. Por que é recomendado que as garrafas de vinho sejam
guardadas em local climatizado e na posição horizontal?
Que reações podem ocorrer?
6. O eteno é um subproduto do petróleo do qual pode
ser obtido o etanol. Essa reação se processa à temperatura
de 80 °C em presença de H 2 SO 4 . Escreva a
reação de obtenção desse álcool a partir do eteno.
7. Explique por que a partir do propeno não se pode obter
o propan-1-ol. Qual a substância formada?
8. Os ésteres são substâncias obtidas a partir da reação
entre um ácido e um álcool. As essências artificiais
de flores e frutas são ésteres que apresentam valores
baixos de massa molecular. Escreva a reação de
obtenção do butanoato de etila, essência artificial
de morango.
9. Qual é a diferença entre a combustão completa e a
incompleta?
10. As reações de fermentação são utilizadas desde
os primórdios para a fabricação de alimentos e
bebidas alcoólicas. Qual é a diferença entre a fermentação
aeróbica e a anaeróbica? Dê exemplos
de cada uma delas.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
11. Julgue cada item a seguir como certo (C) ou errado
(E).
1) As reações de adição ocorrem somente em substâncias
que apresentam dupla ligação.
2) As enzimas, catalisadoras dos processos bioquímicos,
são proteínas.
3) As reações de oxidação são aquelas em que ocorre
transferência de elétrons.
4) A reação de combustão incompleta acontece em ambientes
onde a quantidade de oxigênio é limitada.
5) Reação de redução é aquela em que há diminuição
da quantidade de átomos de hidrogênio na
molécula ou aumento de átomos de oxigênio.
12. (Unicamp-Adaptado) É voz corrente que, na Terra,
tudo nasce, cresce e morre, dando a impressão de
um processo limitado a um início e a um fim. No
entanto, a vida é uma permanente transformação.
Após a morte de organismos vivos, a decomposição
microbiológica é manifestação de ampla atividade
vital. As plantas, por exemplo, contêm lignina, que
é um complexo polimérico altamente hidroxilado
e metoxilado, multirramificado. Após a morte do
vegetal, ela se transforma pela ação microbiológica.
A substância I, cuja fórmula estrutural é mostrada
no esquema a seguir, pode ser considerada como
um dos fragmentos de lignina. Esse fragmento pode
ser metabolizado por certos microrganismos, que o
transformam na substância II.
204

produto
processo
produto
processo
produto
processo
cana
trituração
garapa
concentração
melaço
cristalização
CAPÍTULO
1
2
3
a) Reproduza a fórmula estrutural da substância II,
identifique e dê os nomes de três grupos funcionais
nela presentes.
b) Considerando as transformações que ocorrem de I
para II, identifique um processo de oxidação e um
de redução, se houver.
13. (Vunesp) Se uma garrafa contendo vinho permanecer
aberta, exposta ao ar, por alguns dias, o álcool etílico
presente será oxidado, transformando o vinho em
vinagre – uma solução de ácido etanoico (também
denominado ácido acético). A equação química que
representa essa reação é:
a) CH 3 CH 2 OH + O 2 ( CH 3 COOH + H 2 O
b) CH 3 CH 2 OH + ½O 2 ( CH 3 CHO + H 2 O
c) CH 3 OH + O 2 ( HCOOH + H 2 O
d) CH 3 CH 2 OH O 2
CH 3 – O – CH 3
e) CH 3 CH 2 OH + ½O 2 ( CH 2 OH + CH 2 OH
14. (UFCE) A cânfora é uma cetona que possui um odor penetrante
característico. É aplicada topicamente na pele
como antisséptica e anestésica, sendo um dos componentes
do unguento Vick ® Vaporub ® . Na sequência
abaixo, a cânfora sofre transformações químicas em
três etapas reacionais (I, II e III).
produto
açúcar
Para a obtenção do álcool, o melaço é fermentado pela
adição de um microrganismo de nome Saccharomyces
cerevisiae
e, em seguida, o mosto fermentado é desti-
lado. Indique a afirmação verdadeira.
a) O álcool, assim obtido, é constituído por 96% de
álcool etílico e 4% de água, em volume.
b) O álcool absoluto, assim obtido, tem sua densidade
posteriormente ajustada a 96 °GL (Gay-Lussac),
para atendimento à legislação.
c) A fermentação que usa Saccharomyces cerevisiae
produz cerveja, e não álcool etílico.
d) Quando se adiciona benzeno e se destila, o azeotrópico
destilado possui densidade 96 °GL.
e) O álcool é comercializado com teor de 4% de água
devido a fatores de segurança.
16. (PUC-SP) Considere as seguintes reações químicas envolvendo
o etanol:
I.
II.
4
5
6
7
8
De acordo com essa sequência reacional, é correto
classificar as etapas reacionais I, II e III como sendo,
respectivamente:
a) oxidação, eliminação, substituição.
b) redução, substituição, eliminação.
c) redução, eliminação, adição.
d) oxidação, adição, substituição.
e) oxidação, substituição, adição.
15. (FGV-SP) No Brasil, produzem-se açúcar e álcool etílico
em usinas, a partir da cana-de-açúcar. O processo
produtivo pode ser dividido em várias etapas, que se
iniciam com a chegada da cana à usina.
III.
IV.
É correto classificar as reações I, II, III e IV, respectivamente,
em:
a) eliminação, esterificação, oxidação e substituição.
b) neutralização, esterificação, oxidação e acidificação.
c) condensação, adição, redução e halogenação.
d) eliminação, neutralização, hidrogenação e
substituição.
e) neutralização, condensação, redução e halogenação.
205

INDÚSTRIA QUÍMICA E SÍNTESE ORGÂNICA
17. (UFRGS-RS) O benzoato de metila foi aquecido em meio
aquoso básico, conforme representado abaixo.
Assinale a alternativa que apresenta os produtos encontrados
em maior concentração no meio reacional
após completada a reação.
a) d)
b) e)
c)
18. (UnB-DF) Julgue os itens marcando C ou E.
I. III.
II.
IV.
1) A substância I reage com Br 2 na presença de FeBr 3 para
formar principalmente o 3-bromo-1-metoxi benzeno.
2) A substância II reage com Cl 2 na presença de luz
para formar uma mistura de 1-cloro-2-metilbenzeno
e 1-cloro-4-metilbenzeno.
3) A substância III pode ser obtida através da desidratação
do etanol.
4) A substância IV é usada como matéria-prima para
a obtenção do poliestireno.
5) As substâncias III e IV são hidrocarbonetos insatu rados.
19. (Uesc) Ao perfurar superficialmente o solo úmido em
seu sítio, na zona rural da cidade de Belmonte-BA, um
agricultor notou a emissão de um gás inflamável desconhecido.
[...] O local onde ocorre o fenômeno é uma área
de brejo, nas margens do rio Jequitinhonha. [...] Para o
Ibama, o fenômeno é conhecido como gás do pântano,
provocado pelo metano, CH 4 , que emana de solos pantanosos
e é produzido pela decomposição de matéria
orgânica do lixo doméstico nos aterros sanitários.
(TORALLES, A Tarde, 2007, p.13)
A partir da observação do agricultor sobre esse fenômeno
e a informação do Ibama, pode-se afirmar que o metano:
a) absorve energia, ao produzir vapor de água e dióxido
de carbono.
b) produzido a partir da fermentação de matéria
orgânica nos pântanos e nos aterros sanitários é
considerado combustível fóssil proveniente de fonte
não renovável de energia.
c) apresenta menor coeficiente estequiométrico inteiro
igual a 3n, na equação química não balanceada
(C 6 H 10 O 5 )n + H 2 O(l) ( CH 4 (g) + CO 2 (g), que representa
uma das reações de fermentação de matéria
orgânica.
d) tem estrutura tetraédrica, que é responsável pela inflamabilidade
à temperatura ambiente.
e) é isômero funcional do etano.
20. (Unicamp-SP) Propanol, CH 3 CH 2 CH 2 OH, ao ser oxidado
cuidadosamente, produz aldeído propanal e com oxidação
mais vigorosa produz ácido propanoico.
a) Escreva as fórmulas dos dois produtos obtidos nas
oxidações.
b) Escreva a equação da reação do ácido propanoico
com etanol, CH 3 CH 2 OH.
21. (PUC-PR) A reação de ozonólise dos alcenos produzirá
molé culas de:
a) álcoois ou fenóis.
b) cetonas ou aldeídos.
c) cetonas ou ácidos carboxílicos.
d) álcoois ou ácidos carboxílicos.
e) diálcoois ou ácidos carboxílicos.
22. (Unicsul-SP) Ozonólise é um tipo de reação de oxidação
de alquenos que utiliza ozônio (O 3 ) na presença de água
e zinco. Os átomos de oxigênio do ozônio ligam-se aos
carbonos da dupla ligação do alqueno, originando uma
substância intermediária e instável denominada ozoneto
ou ozoni do. Quais seriam os possíveis produtos na
ozonólise do alqueno representado na equação abaixo:
a) Etanol, ácido propílico e peróxido de hidrogênio.
b) Etanol, propanona e água.
c) Propanal, ácido acético e água.
d) Acetaldeído, propanaldeído e água.
e) Etanal, propanona e peróxido de hidrogênio.
23. (Uncisal-AL) Considere as reações de combustão com
I – butano. III – carbono.
II – propano. IV – etanol.
Suponha que as reações sejam completas.
As reações em que os produtos são apenas dióxido de
carbono e água são:
a) I, II, III e IV. c) I, II e IV. e) I e II.
b) I, II e III. d) II, III e IV.
206

CAPÍTULO
Instalação de uma indústria química
b Para a implantação de uma indústria, devem-se considerar os seguintes aspectos: disponibilidade
de mão de obra especializada, matérias-primas, infraestrutura básica, demanda do produto, além
de fatores econômicos, tecnológicos e regionais. Consideram-se, ainda, aspectos relacionados à
segurança e estudos sobre o impacto ambiental.
Síntese química
b A síntese química consiste em sintetizar substâncias idênticas às encontradas na natureza, ou com
estruturas inéditas idealizadas, a partir de moléculas precursoras mais simples, por meio de uma
ou mais reações químicas sequenciais. A síntese química é a atividade fim de todo químico – uns
se dedicam a entender os mecanismos das reações, isto é, como a transformação se processa
etapa por etapa, para que possam planejá-las adequadamente; outros pesquisam novos métodos
sintéticos, mais eficientes, para obter o produto desejado com o menor custo e maior rendimento
possíveis; e, ainda, há os que fazem cálculos teóricos e estudos computacionais de modelagem
molecular para propor novas substâncias com estruturas moleculares que apresentem propriedades
bastante específicas.
1
2
3
4
5
6
7
8
Síntese orgânica: reconstruindo estruturas
b A síntese orgânica busca minimizar etapas, reduzindo o custo e o tempo de produção. Para isso,
são propostos métodos sintéticos alternativos que visam a aumentar ou diminuir os tamanhos das
moléculas, ou ainda alterar os grupos funcionais a ela ligados. Tudo isso sempre ocorre por meio da
ruptura e formação de ligações químicas.
b As principais reações estudadas neste tópico foram craqueamento, polimerização, adição de hidrogênio,
halogenação e adição de água.
Síntese orgânica: transformando funções orgânicas
b São reações que se caracterizam por incorporação ou transformação de grupos funcionais específicos.
b As principais reações estudadas neste tópico foram: oxidação de alcenos e álcoois, combustão,
desidratação de álcoois, esterificação, catálise orgânica e fermentação.
O químico e as indústrias químicas
b As atividades básicas do profissional da Química consistem em realizar processos de isolamento,
identificação e síntese de substâncias. Além disso, as atribuições do químico se relacionam à
assessoria, consultoria, elaboração de orçamentos, divulgação e comercialização, vistoria, perícia,
avaliação, elaboração de pareceres, laudos e atestados, ensaios e pesquisas em geral relativas a
produtos e processos químicos.
b A indústria química tem como objetivo obter um produto por menor custo, dentro dos limites de
segurança.
207

UNIDADE 2
Metais,
pilhas
e baterias
Gary Whitton/Shutterstock
Os metais, pilhas e bateriais são obtidos a partir de
escavações profundas, realizadas pelas mineradoras,
para extrair minérios que são convertidos nos metais
que usamos diariamente.
208

Como os metais afetam as
nossas vidas?
Capítulo 6 Ligação metálica
e oxidorredução
1. Propriedades dos metais
2. Ligação metálica
3. Ligas metálicas
4. Oxidorredução
5. Número de oxidação
6. Balanceamento de equações de
reações de oxidorredução
Capítulo 7 Pilhas e eletrólise
1. Pilhas eletroquímicas
2. A pilha de Daniell
3. Potencial elétrico das pilhas
4. Tipos de pilhas e baterias
5. Eletrólise
6. Aspectos quantitativos da eletrólise:
a Lei de Faraday
Hely Demutti
Temas em foco:
• Metais: materiais do nosso dia a dia
• Descarte de pilhas e baterias
• Metais, sociedade e ambiente
209

Capítulo 6
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
Tema em foco
LIGAÇÃO METÁLICA
E OXIDORREDUÇÃO
Por que os metais conduzem eletricidade?
Como o desenvolvimento tecnológico dos metais
tem influenciado a sociedade?
METAIS: MATERIAIS DO NOSSO DIA A DIA
The Metropolitan Museum of Art, New York
Pense
Qual foi a importância dos metais para o desenvolvimento das civilizações?
O uso dos metais traz muitos benefícios à nossa sociedade. Mas será que também nos
traz problemas?
Homem de Ferro, Surfista Prateado (feito de prata), androide de metal líquido (vilão
do Exterminador do Futuro): no mundo das estórias em quadrinhos, os metais dão
superpoderes aos homens. Na história da civilização, sua importância não é diferente.
A descoberta, o tratamento, as transformações e a utilização dos metais sempre
influenciaram o modo de vida e o desenvolvimento das sociedades. Para avaliar a importância
da influência dos metais na civilização humana, basta recordar que alguns
períodos de nossa Pré-História são caracterizados pelo uso que se fazia dos metais:
Idade do Bronze e Idade do Ferro.
World Museum of Man
World Museum of Man
Há registros de utilização de cobre em diversos objetos por civilizações que viveram por volta de 8000 a.C.
210

O bronze (liga de cobre e estanho), que dá nome à Idade do Bronze, período compreendido entre cerca de
3 500 a.C. a 1 200 a.C., provavelmente foi descoberto ao acaso pelo aquecimento de misturas de minérios de
cobre e estanho. Na Idade do Bronze, iniciou-se o domínio do processo de extração de metais a partir de nérios, e de sua moldagem em ferramentas.
A metalurgia do ferro iniciou-se por volta de 1 300 a.C. com os hititas, mas só teve grande difusão no primeiro
milênio a.C., devido ao seu largo emprego na fabricação de armas. O domínio de tais tecnologias al-
terou os rumos da história. Usando espadas de aço, os romanos obtiveram importantes vitórias em
sua guerra contra os gauleses, que usavam espadas de ferro, menos resistentes.
Ouro, prata e cobre, talvez por existirem livres na natureza (metais nativos), já eram utilizados
para fins decorativos e religiosos (máscaras funerárias, joias etc.) por volta de 5000 anos a.C.
Saber como se deu a utilização dos diferentes metais também ajuda a entender aspectos
da história da humanidade: seus hábitos, culturas, tecnologias, formas de organização social
etc. O estudo de objetos e ferramentas de metal, por exemplo, possibilita aos arqueólogos
mientender
o cotidiano de muitas civilizações antigas.
A análise dos variados tipos de objetos fabricados com metais e ligas metálicas é
um dos meios de se identificar o grau de desenvolvimento de uma civilização.
Atualmente, são muito comuns os objetos fabricados com metais. Além disso,
alguns metais, como prata, ouro e crômio, são empregados no revestimento de diversos
outros materiais, metálicos ou não. Esse revestimento permite a confecção de objetos
com um metal barato,
mas com aparência de
metal nobre.
O ouro (foto), o cobre, a
platina e a prata podem ser
encontrados na natureza na
forma de substâncias simples,
por apresentar baixa tendência
de sofrer reações de oxidação.
Na Idade Média, as duras utilizadas em bata-
armalhas
corpo a corpo eram
feitas de metais.
Hely Demutti
Hely Demutti
Hely Demutti
Musée de l’Armée, Paris
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Os metais possibilitam a construção de grandes estruturas, que dificilmente poderiam ser construídas só utilizando outros materiais.
211

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Os materiais revestidos com crômio são denominados cromados. O uso de materiais cromados possibilitou a substituição
do aço por plásticos em muitos objetos. Como exemplo, podemos citar peças de eletrodomésticos e de acabamento
de automóveis, torneiras e outros objetos de plástico que anteriormente eram confeccionados apenas com metais.
Pelas suas propriedades de maleabilidade e dureza, os metais são empregados largamente na confecção dos mais
diferentes tipos de materiais; pelo seu brilho, são utilizados em materiais de decoração; e pela sua condutibilidade
elétrica são empregados em cabos elétricos.
Alguns aparelhos modernos, como os celulares, funcionam com a energia de baterias. Já pensou quantos outros
aparelhos funcionam com pilhas e baterias? Saiba que a fabricação desses produtos depende fundamentalmente
de alguns metais, pois é graças à propriedade que seus átomos têm de transferir elétrons em processos
químicos denominados oxidorredução que a corrente elétrica pode ser gerada, permitindo o funcionamento de
diversos aparelhos eletroeletrônicos.
Metalurgia e siderurgia: a transformação de minérios em metais
A descoberta da fusão dos minerais inaugurou uma nova etapa na história da humanidade: a Idade dos Metais. Um
dos eventos mais importantes foi o início da exploração do ferro em grande escala, ocorrido por volta de 1200 a.C. a
1000 a.C., nas montanhas da atual Armênia.
Poucos metais são encontrados na natureza como substâncias simples; dentre eles estão o ouro, a prata e o cobre.
Normalmente, os metais são extraídos de substâncias compostas, principalmente óxidos. Esse procedimento é possível
graças à metalurgia, que associa os conhecimentos sobre a redução dos minerais para a obtenção dos metais.
Pense
Qual é a importância da indústria metalúrgica para o desenvolvimento de um país?
Timurd/Dreamstime.com
Hely Demutti
As fotos mostram diversos objetos, eletrônicos ou não, fabricados com metais, total ou parcialmente. Apesar de os plásticos estarem sendo cada
vez mais utilizados em substituição aos metais para a confecção de muitos utensílios cotidianos, os metais ainda estão presentes em grande parcela
de materiais. Isso ocorre, entre outras razões, porque os plásticos geram uma série de problemas ambientais. Discutir essas questões exige de
nós não só conhecimento químico de processos tecnológicos de produção de materiais, ou seja, dos processos químicos envolvidos, mas também a
compreensão da dinâmica de funcionamento de nossa sociedade, de seus valores e do sistema de distribuição de riquezas.
212

O desenvolvimento da metalurgia ao longo dos séculos
foi permitindo a fabricação de novos materiais.
Novas ligas e materiais têm sido criados para atender
a novas necessidades que surgem com o desenvolvimento
tecnológico.
Minérios: matéria-prima para a
indústria metalúrgica
As substâncias e materiais naturais encontrados na
crosta terrestre são denominados minerais. O petróleo,
a areia, a água, o mármore, o ouro são exemplos de
minerais. Os agregados naturais de minerais são chamados
rochas. Todavia, é comum chamar uma rocha
de mineral ou minério. Os minérios são minerais com
valor econômico, dos quais são extraídas matérias-primas
para as indústrias.
Normalmente, os metais podem ser encontrados
em diferentes minerais. Por exemplo, o alumínio está
presente na bauxita, no coríndon, na criolita e difundido
em rochas eruptivas. Como a bauxita é o mineral
com maior teor de alumínio, é o mais explorado para
a obtenção desse metal.
O mineral coríndon ocorre na natureza em duas
formas: o límpido colorido, que, dependendo da cor,
recebe o nome de safira (azul) ou rubi (vermelho), e A siderurgia foi uma das grandes responsáveis por termos atingido
o impuro, contendo como principal impureza o ferro. o desenvolvimento tecnológico atual. Os produtos de maior valor
O coríndon impuro não tem grande valor comercial agregado, como o aço inoxidável e as chapas galvanizadas, são
e é amplamente empregado na produção de esmeril, os que têm maior relevância na produção.
ou pedra de amolar.
O quadro a seguir apresenta a relação de alguns minérios e dos metais deles extraídos.
Ricardo Azoury/Pulsar Imagens
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
ALGUNS MINÉRIOS E SEUS METAIS
Safira
Minério Metal Fórmula básica*
Hematita ferro Fe 2 O 3
Rubi
Coríndon alumínio Al 2 O 3
Cuprita cobre Cu 2 O
Cinábrio mercúrio HgS
Blenda zinco ZnS
Galena chumbo PbS
Hely Demutti
O coríndon colorido pode receber o nome de
safira ou de rubi.
Cassiterita estanho SnO 2
Ilmenita titânio FeTiO 3
213

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Em todo esse processo, os minérios – materiais baratos e abundantes – são transformados em ligas com
propriedades específicas. Essas já são materiais caros e, muitas vezes, raros. Por isso, o desenvolvimento da indústria
metalúrgica é de fundamental importância para o desenvolvimento de um país, por agregar valor à sua
matéria-prima.
O subsolo brasileiro é rico em recursos minerais, possuindo enormes jazidas de minérios de ferro, alumínio,
cobre, ouro, entre outros metais. A exploração dessas jazidas dá grande retorno financeiro ao país, porém provoca
muita devastação no ambiente. Para diminuir as agressões ambientais, governantes, ambientalistas e cidadãos
devem rever as formas de exploração dos recursos minerais e o grau de consumo, buscando soluções
como a reciclagem e o reaproveitamento de metais.
Metalurgia
A metalurgia é o ramo da engenharia responsável pelos tratamentos físicos e químicos aplicados a minérios
para extração de seus metais.
O processo metalúrgico de extração dos metais geralmente ocorre a partir de reações químicas dos óxidos e
dos sais que os originam, formas energeticamente mais estáveis. Por isso, as reações para obtenção de metais são
endotérmicas, isto é, consomem energia. Esse consumo varia de metal para metal; elevado para alguns, como no
caso do alumínio, e baixo, como no caso do cobre.
Uma etapa fundamental do processo metalúrgico envolve a reação química de redução. No caso do isolamento
de substâncias como ferro, alumínio, estanho, zinco e manganês, a redução não é tão fácil, sendo necessário o
aquecimento a altas temperaturas, em presença de substâncias redutoras.
cátions do
metal em
substâncias
compostas
metal em
substâncias
simples
Os metais normalmente são encontrados nos minérios com o Nox positivo; se sofrer redução, ele passa para
seu estado metálico, na forma de substância simples. Trata-se do processo inverso da corrosão, quando o metal
se oxida transformando-se em substância composta.
Alumínio
Metal mais abundante da crosta
terrestre, mas de alto custo de
produção, é extraído da bauxita
(Al 2 O 3 ⋅ nH 2 O), tendo sido obtido
pela primeira vez em 1825,
pelo dinamarquês Hans Christian
Oersted [1777-1851]. É amplamente
utilizado, sendo empregado
tanto na construção de
aeronaves como em embalagens
de alimentos. O Brasil é o quinto
produtor mundial: 10 milhões de
toneladas anuais.
Hely Demutti
erro
Devido à sua abundância e seu baixo custo de obtenção,
é o metal mais utilizado pela sociedade moderna,
representando mais de 90% da produção mundial de
metais. As diferentes possibilidades de produção de ligas
metálicas, na qual o aço é a mais comum, ampliam seu
leque de emprego, que vai de uma agulha a estruturas
de enormes edifícios e pontes. Atualmente, é extraído
principalmente do minério hematita (Fe 2 O 3 ).
Hely Demutti
214

Hely Demutti
Cobre
uro
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
Largamente usado pelo homem neolítico na fabricação
dos mais variados utensílios, em substituição à pedra,
o cobre é extraído principalmente da calcopirita
(CuFeS 2 ). Muito empregado na indústria eletrônica por
sua condutibilidade elétrica, suas ligas são utilizadas
desde a Pré-História.
O ouro, metal raro e nobre, é um dos poucos metais
encontrados na natureza na forma de substância simples.
Símbolo de riqueza, ainda é o lastro de muitas moedas. Além
de ser matéria-prima para a fabricação de joias, atualmente é
empregado na produção de peças e dispositivos importantes
na aeronáutica, medicina e em outras áreas. O Brasil é um
dos maiores produtores mundiais.
4
5
6
7
8
Siderurgia
Como o ferro – constituinte de aproximadamente 5% da crosta terrestre – é o metal mais importante para as
indústrias, vamos estudar um pouco seu beneficiamento e sua produção.
A siderurgia é o ramo da metalurgia que trata especificamente do beneficiamento do ferro. Sua principal vidade é a produção de aço, que se tornou possível durante a Revolução Industrial graças à invenção de fornos
atique
permitiam eliminar impurezas do ferro e adicionar a ele substâncias que o tornassem resistente a desgastes,
impactos, corrosão etc.
Minérios contendo ferro, associado a oxigênio e sílica, são encontrados em toda a crosta terrestre. Na verdade,
os minérios de ferro são constituídos de óxidos de ferro misturados à areia.
Na siderurgia, o ferro é aquecido em altos-fornos, com aproximadamente 40 metros de altura, na presença de
carvão, oxigênio e calcário.
Alaor Filho/AE
O desenvolvimento industrial
de qualquer país depende
de sua indústria
siderúrgica, pois dela
obtém-se o aço que será
usado na fabricação das
máquinas. Gerdau Companhia
Siderúrgica da
Guanabara (Cosigua), no
Distrito Industrial de Santa
Cruz, Rio de Janeiro (RJ).
215

O carvão tem duas funções: combustível, que permite alcançar altas temperaturas, necessárias à fusão do
minério, e agente redutor, que transforma o minério em ferro metálico. Em função da temperatura, ocorrem
diferentes reações em diferentes alturas do alto-forno. A figura abaixo representa o funcionamento desses
altos-fornos.
LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
J. Yuji
saída de gás
CO, CO 2 e NO 2
minério, coque
e pedra calcária
800 °C
3Fe 2 O 3 + CO ( 2Fe
3 O 4 + CO 2
Fe 3 O 4 + CO ( 3FeO + CO 2
entrada de
ar quente
e oxigênio
1000 °C
FeO(s) + CO(g) ( FeO(l) + CO
2 (g)
Fe 2 O 3 + 3CO ( 2FeO + 3CO 2
CO 2 + C ( 2CO
1 300 °C
C + O 2 ( CO 2
1 900 °C
escória fundida
escória
ferro
O alto-forno é alimentado com minério de ferro, carvão, calcário e ar. O calor da combustão do carvão favorece
outras reações químicas. Como produtos, são obtidos gás carbônico, ferro fundido e escória (resíduo).
Do ponto de vista de nosso estudo, a reação mais importante é a representada pela equação:
Fe 2 O 3 (l) + 3CO(g) ( 2Fe(l) + 3CO 2 (g)
Nessa reação, o íon ferro (Nox = 3) ganha três elétrons e é reduzido a ferro metálico (Nox = 0). Simultaneamente,
o carbono é oxidado, passando o seu número de oxidação de 2+ a 4+. Após o balanceamento da equação, a
mesma quantidade de átomos cedida pelos átomos de carbono será recebida pelos átomos de ferro.
O ferro produzido no alto-forno é chamado de ferro-gusa, e o resíduo dessa produção, rico em calcário, sílica
e outras impurezas, chamado escória, serve de matéria-prima para a fabricação de cimento.
A seguir, o ferro-gusa fundido é levado à aciaria, onde é refinado e transformado em aço para ser laminado,
dando origem a chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras etc.
No atual estágio de desenvolvimento tecnológico, é impossível imaginar o mundo sem o ferro fundido e o aço.
216

Hely Demutti
O ferro-gusa contém carbono,
silício, manganês, crômio
e níquel, e sua alta resistência
o torna ideal para a construção
de blocos de motores.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
Hely Demutti
8
O aço inoxidável contém crômio e níquel, o que lhe
dá grande resistência à corrosão.
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. Por que o desenvolvimento da civilização humana está relacionado ao uso de metais?
2. Monte um quadro com três colunas no caderno e liste, na primeira coluna, exemplos de materiais metálicos
com os quais são fabricados objetos que você utiliza em seu cotidiano. Na segunda coluna do quadro,
relacione ao lado de cada material um metal que o componha e alguma(s) propriedade(s) característica(s)
desse metal que permitam o uso que dele fazemos. Finalmente, na terceira coluna, indique se existe ou não
algum material não metálico que possa substituir cada metal indicado. Caso você não tenha listado nenhum
substituto, explique por que esses metais não podem ser substituídos.
3. Explique por que o consumo de metais pode ser um indicador de desenvolvimento econômico de um país.
4. Que medidas poderiam ser adotadas para evitar que as reservas mundiais de minérios se esgotem?
5. Como os metais são normalmente encontrados na natureza?
6. Apesar de o alumínio ser o metal mais abundante na natureza, quase 100% dos produtos confeccionados com
esse metal são reciclados. Qual é a importância desse procedimento para a economia e para o meio ambiente?
7. Por que o minério de ferro é tão importante para a indústria?
8. Apesar de ser relativamente raro na crosta terrestre, o cobre é utilizado na indústria de equipamentos elétricos.
Por que não utilizar outros metais, já que esse é tão raro?
9. Qual é a função da siderurgia e da metalurgia na obtenção dos metais?
217

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
1 PROPRIEDADES DOS METAIS
Pense
Que propriedades os metais têm em comum?
Por que eles apresentam tais propriedades?
O s materiais metálicos são amplamente utilizados em nossa sociedade graças às
suas propriedades físicas e químicas. Algumas dessas propriedades, embora em
diferentes intensidades, são comuns a todos eles.
O brilho metálico e elevadas condutibilidades elétrica e térmica são características gerais
da maioria dos metais, mas a dureza que apresentam é variável. Muitos metais são
extremamente duros e possuem grande resistência à ruptura e à deformação. Outros, não
tão duros, são facilmente moldáveis.
Na procura de respostas a questões relacionadas a propriedades e estruturas de materiais
metálicos, a ciência tem desenvolvido modelos que tentam explicar como os átomos
desses materiais se organizam e interagem. A seguir, estudaremos algumas propriedades
metálicas associadas aos modelos que buscam explicá-las.
Brilho e cor
Hely Demutti
O brilho dos materiais se deve à reflexão da luz que incide sobre eles. Polidos, os materiais
metálicos refletem a luz, ou seja, brilham.
A cor dos metais normalmente varia entre branco e cinza, sendo que a maioria apre-
senta a cor prateada e alguns apresentam outras cores. O ouro tem coloração amarelada;
a prata, cor prateada; e o cobre, avermelhada.
Hely Demutti
Um bom exemplo do brilho
metálico são os espelhos,
obtidos pela deposição de
uma fina camada de prata
na superfície de trás de vidros
lisos e transparentes.
Maleabilidade e ductilidade
Por serem extremamente
brilhantes, o ouro e
a prata são largamente
empregados na confecção
de joias e no revestimento
de objetos
de valor.
Maleabilidade é a propriedade apresentada pelos materiais que os torna moldáveis, permitindo
sua ampla utilização na fabricação de objetos com diferentes formas e funções. A maleabilidade
permite ainda a laminação de alguns metais empregados para diferentes finalidades.
Ductilidade é a propriedade que permite transformar um material em fios. Para isso,
é necessário que ele seja facilmente estirado e alongado, formando extensos fios. Graças
a essa propriedade, os metais são empregados na distribuição de energia elétrica, desde
sua geração até a utilização final.
218

Elasticidade é a propriedade que permite a um material ter sua forma modificada pela
ação de uma força e depois retornar à forma original; plasticidade é a propriedade que
permite deformar o material sem rompê-lo. Ambas são características de determinados
metais, e de suas ligas, que possibilitam a construção de objetos como molas. O chumbo
é um exemplo de metal maleável, mas pouco elástico.
CAPÍTULO
1
2
Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens
Apesar de ser caro, o ouro foi
muito utilizado em revestimentos
de altares e gens em igrejas e monumentos
históricos. Sua maleabilidade
permite a construção de finíssimas
lâminas, como nesse altar
de uma igreja na cidade de
Ouro Preto ima-
(MG).
Ser maleável e dúctil são
características fundamentais
para que um metal ja utilizado na confecção
de joias e se-
bijuterias.
Hely Demutti
3
4
5
6
7
8
Condutibilidade elétrica
Pense
Por que os fios que ligam equipamentos à rede elétrica são feitos de metal e cobertos com plástico?
A condutibilidade elétrica varia muito de metal para metal. Apesar de todos serem
condutores de eletricidade, alguns apresentam um grau menor de condutibilidade elétrica,
ou seja, maior resistência à passagem da corrente; por isso, são empregados como
resistores elétricos. Ao serem percorridos pela corrente, esses metais aquecem e emitem
energia na forma de calor e/ou luz.
Prata e ouro são os metais que apresentam os maiores valores de condutibilidade elétrica,
mas, por ser muito caros, não são aproveitados na confecção de fios elétricos. Entretanto,
o ouro é muito utilizado no revestimento de plugues e conectores de equipamentos dos
quais se exigem alta precisão e qualidade, devido à sua baixa resistência elétrica e elevada
resistência à corrosão.
Condutibilidade térmica
Pense
Por que panelas feitas de metal geralmente têm seus cabos feitos de plástico ou madeira?
Outra importante propriedade dos metais é a condutibilidade térmica.
A alta capacidade de conduzir calor é uma propriedade característica de metais.
Por isso, se deixarmos uma comida quente em panela metálica, em comparação
a panelas de outros materiais, ela cederá calor mais facilmente para o ambiente e
esfriará mais depressa.
Essa propriedade também é considerada na confecção de outros materiais. Você já
imaginou um telhado de metal numa região muito fria ou muito quente?
219

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Hely Demutti
A escolha do metal mais apropriado para a
confecção de um objeto depende muito das propriedades
que ele apresenta. A decisão sobre qual
é o metal mais indicado depende da análise do
conjunto dessas propriedades, além de outros fatores,
como o econômico e o ambiental.
Comida feita em panela de ferro fica pronta rapidamente,
pois o calor recebido pela panela logo é transmitido ao
alimento; isso ocorre pela condutibilidade térmica elevada
dos metais. Entretanto, quando fora do fogo, esfria-se rapidamente.
Já as panelas feitas de barro mantêm o alimento
quente por mais tempo, quando fora do fogo, permitindo
que seja saboreado com mais calma.
Temperatura de fusão, densidade e dureza
J. Yuji
Cada tipo de metal que
constitui a lâmpada possui
propriedades físicas de
acordo com sua função no
aparelho.
A temperatura de fusão de um metal é uma propriedade importante para diversas
aplicações. Um bom exemplo é o tungstênio, metal utilizado em filamentos de lâmpadas
incandescentes por apresentar alta resistividade elétrica (10 –8 Ohm m) e possuir elevada
temperatura de fusão (3422 ºC). Por isso, a corrente elétrica que
passa pelo filamento o aquece, provocando emissão de radiação
luminosa sem, no entanto, romper sua estrutura e derretê-lo.
Normalmente, a temperatura de fusão dos metais é alta.
A grande exceção é o mercúrio, único metal líquido em CNTP,
cuja temperatura de fusão é –41 ºC.
A densidade dos metais é bastante variada, permitindo uma
diversidade de aplicações. O alumínio, por exemplo, é um metal
de baixa densidade (2,702 g/cm 3 ) se comparado com outros
metais. Essa característica valoriza seu emprego na construção
de aeronaves, automóveis esportivos e bicicletas.
Aliada à boa condutibilidade elétrica, essa propriedade permite
ainda que cabos de alumínio sejam muito utilizados em
redes de transmissão de energia, pois podem ser esticados entre
torres muito distantes.
Entretanto, apesar de sua baixa densidade, o uso do alumínio é restrito na fabricação de
aviões supersônicos e foguetes porque ele apresenta baixa temperatura de fusão (660 °C),
quando comparado a outros metais.
O chumbo, cuja densidade é de 11,340 g/cm 3 , tem diversas aplicações: revestimento
de cabos e encanamentos, produção de inseticidas, proteção contra radiação (raios X),
produção de munição e baterias, fabricação de tintas etc.
Outras propriedades físicas importantes para o emprego tecnológico dos metais são
dureza, fragilidade e tenacidade.
A dureza de um material é a resistência ao ser riscado por outros materiais. O diamante
é o mineral que apresenta maior dureza, dentre as substâncias naturais. Essa propriedade
define qual é o melhor metal ou liga para se construir uma broca para perfurar
materiais “duros como rocha”.
220

A fragilidade é a tendência a quebrar-se em decorrência de choques; o ferro e o aço
temperado, por exemplo, são extremamente frágeis.
A tenacidade é a propriedade que permite ao metal resistir a esforços lentos e progressivos,
tais como tração, compressão e flexão, entre outros.
Propriedades químicas
A relativa estabilidade nas reações químicas apresentada por alguns metais é uma característica
que sempre favoreceu suas aplicações em diferentes situações.
Há metais, como o ouro e a platina, que praticamente não apresentam
sinais de transformação, mesmo quando expostos ao ar e à
umidade por longo período, e por isso perdem muito pouco brilho.
Assim, joias e utensílios metálicos resistiram por milênios a intempéries
da natureza, trazendo aos nossos dias registros de civilizações
antigas. Ainda quando são oxidados na superfície, um rápido
polimento devolve o brilho reluzente característico.
Diversos outros metais se deterioram com o tempo devido à corrosão:
processo espontâneo de oxidação de metais, provocado na
maioria das vezes pela reação com o oxigênio do ar.
A corrosão pode ser vista como a tendência de retorno a tâncias mais estáveis. Assim, quando uma peça de ferro enferruja, o
subsferro
está voltando à forma de óxido, constituinte de grande parte
dos minérios.
Muitos materiais e aparelhos metálicos são utilizados na
Medicina, como marcapassos, válvulas, pinos dentários e ortopédicos
etc. Esses objetos devem ser altamente resistentes à corrosão,
pois quando implantados permanecem muito tempo no
corpo, e suas funções são de vital importância para quem os utiliza.
Sendo assim, eles são feitos de um tipo de aço denominado
inoxidável, cuja composição básica é: crômio, níquel, molibdênio,
manganês e ferro.
Em uma cidade litorânea, a corrosão é mais rápida do que em cidades
do interior do país, mesmo que estas apresentem alta umidade.
Alguns microrganismos também provocam corrosão em metais,
conhecida como corrosão biológica. Seu estudo e controle são fundamentais
para as indústrias alimentícias.
Benh Lieu Song/Wikimedia Commons
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Hely Demutti
A corrosão também pode ser causada
por microrganismos. Problemas
com embalagens de metal
para alimentos amassadas,
por exemplo, podem favorecer
o desenvolvimento de uma toxina
produzida pela bactéria
Clostridium botulinum, que só
se desenvolve em ambientes sem
oxigênio. Essa bactéria causa o
botulismo, forma de intoxicação
alimentar que pode ser mortal se
não tratada adequadamente.
Apesar de o ferro reagir
com o oxigênio do ar, ele
tem sua resistência aumentada
quando é misturado
com átomos de outros
elementos químicos,
constituindo as ligas. Assim,
devido às ligas, monumentos
seculares de ferro,
como a Torre Eiffel
(Tour Eiffel), construída em
1889, encontram-se bem
conservados.
221

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Apesar de sofrer corrosão facilmente, o ferro apresenta certa resistência química
em comparação a outros metais, como os alcalinos, estes extremamente reativos.
Considerando ainda outras vantagens, como sua abundância, o baixo custo de obtenção
e as propriedades físicas, o ferro é eficientemente empregado em construções
de pontes, torres etc.
Para entender as propriedades macroscópicas dos materiais, é muito comum termos
de recorrer a suas características microscópicas. Com os metais não é diferente. Para explicar
muitas propriedades de materiais metálicos, é necessário entender como se dá a
interação entre seus átomos, denominada ligação metálica.
Hely Demutti
A proteção contra a corrosão
depende do material,
da forma e do te. Controlando-se esses três
ambienfatores,
é possível minimizar
os danos, evitando ou retardando
a corrosão.
Pense
2 LIGAÇÃO METÁLICA
Por que os sólidos metálicos conduzem eletricidade, mas os iônicos e covalentes geralmente não o fazem?
Por que os sólidos metálicos podem ser moldados, mas os iônicos se quebram quando submetidos a pancadas?
Existem diversos modelos que se propõem a explicar as ligações metálicas. Dentre
eles, foram selecionados e apresentados a seguir alguns que conseguem explicar de
forma satisfatória as propriedades descritas anteriormente.
Para melhor entender a ligação metálica, é interessante compará-la aos demais tipos de
ligação: a iônica e a covalente.
Os sólidos iônicos são constituídos de íons positivos e negativos, organizados em
redes cristalinas, e não conduzem corrente elétrica. Quando fundidos ou dissolvidos na
água, as redes são rompidas e há condução de corrente elétrica. Nas redes cristalinas,
as espécies estão distribuídas espacialmente, de forma sistemática e organizada, em
retículos cristalinos.
A organização dos retículos depende principalmente do raio e da carga nuclear das espécies
químicas envolvidas e pode se apresentar de diferentes formas. O quadro da próxima
página apresenta os diferentes sistemas de cristalização, definidos a partir de suas células unitárias
que nos permitem especificar o arranjo tridimensional dos átomos ou íons nos cristais.
222

SISTEMAS CRISTALINOS
Sistema Comprimento Ângulos Imagem
Exemplos
CAPÍTULO
1
Cúbico a = b = c α = β = γ = 90º sal-gema, prata
Ilustrações: J. Yuji
2
3
4
Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90º cassiterita e rutilo
5
6
7
8
Ortorrômbico a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90º topázio e S rômbico
Monoclínico a ≠ b ≠ c α = γ = 90º, β ≠ 90º talco e S monoclínico
Trigonal a = b = c α = β = γ ≠ 90º quartzo e calcita
Hexagonal a = b ≠ c α = β = 90º γ = 120º apatita e berilo
Triclínico a ≠ b ≠ c α, β e γ ≠ 90º caulinita e rodonita
223

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
J. Yuji J. Yuji
Arrano cúbico de
Esses arranjos permitem que os átomos possam interagir com os elétrons dos átomos
corpo centrado
vizinhos produzindo estruturas muito estáveis.
Nos metais, a atração do núcleo pelos elétrons da camada de valência é fraca, fazendo
com que eles apresentem alto grau de liberdade que lhes permitem transitar facilmente
entre os diferentes átomos do material. Daí obtém-se um modelo de ligação, no qual
grande quantidade de elétrons se movimenta livremente entre átomos com cargas positivas,
mantendo a coesão da estrutura. Lembre-se de que os átomos não perderam elétrons,
pois esses elétrons continuam a seu redor.
As expressões “mar de elétrons” ou “nuvem de elétrons” são comumente empre-
gadas para designar os elétrons livres, no sentido apenas de indicar a existência de uma
No arranjo cúbico de
grande quantidade de elétrons que se movimenta livremente. Assim, embora os elétrons
corpo centrado, os áto-
estejam livres, quimicamente consideramos que esses átomos sejam neutros.
mos estão organizados
como se estivessem ocupando
os vértices de cubos
justifica a diferença entre metais e substâncias iônicas com relação à condutibilidade elé-
empilhados. Nesse caso, é
trica e outras propriedades físicas, como a maleabilidade.
como se cada átomo (co-
Um sólido iônico parte-se ao receber uma martelada porque há rompimento de sua
mo o destacado em azul)
estrutura cristalina, conforme mostra a figura abaixo.
estivesse posicionado no No caso dos metais, diferentemente dos sólidos iônicos, a interação entre os átomos
centro de um cubo, con-
não apresenta caráter direcional no espaço, ou seja, ocorre igualmente entre quaisquer
forme mostra a figura.
átomos Esse modelo teórico, o “mar de elétrons”, explica a ligação entre átomos de metais e
vizinhos.
odelo de ligação metálica
Jeff Kubina/Creative Commons
O modelo que melhor explica
a ligação metálica
considera que o metal sólido
é constituído por átomos
com cargas positivas
(bolinhas grandes), rodeados
de elétrons livres (bolinhas
pequenas), que se
movimentam por todo o
metal. Observe que esse
esquema busca demonstrar
a existência de vários
elétrons entre os átomos,
sendo que átomos e elétrons
não estão representados
em tamanho proporcionalmente
correto.
Pancadas fortes no metal deslocam os átomos e a nuvem de elétrons, que se ajustam
rapidamente, garantindo a moldagem da peça.
Como resultado, esses átomos podem ser empurrados por ação de uma pancada forte,
deslocando-se sem muito esforço, já que não existe a resistência de uma interação direcional.
Sob efeito de uma força externa, os átomos são deslocados e a nuvem de elétrons
rapidamente se ajusta para que a interação entre os átomos não seja desfeita. Por
isso, átomos de metais podem ser facilmente deslocados em camadas formando lâminas
ou fios, o que não é possível em sólidos iônicos ou covalentes.
224

J. Yuji
De acordo com esse modelo, um sólido metálico, como um prego, por exemplo, é um
conjunto de íons positivos envolvidos por uma nuvem de elétrons. Portanto, podemos definir:
Ligação metálica é a interação entre átomos envolvidos por seus elétrons de
valência que se movimentam livremente.
Pelo fato de, nos metais, as
interações entre os átomos
serem iguais em todas as direções,
eles podem ser facilmente
moldados. Isso já
não ocorre nos sólidos iônicos,
cuja interação é sempre
no sentido cátion-ânion, ou
seja, os cátions devem ficar
rodeados de ânions e viceversa,
senão a estrutura
cristalina é rompida, como
demonstra a etapa 3 do
esquema, em que há rompimento
devido à repulsão
das cargas.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
J. Yuji
Nos sólidos metálicos os
átomos ficam rodeados de
outros átomos iguais e não
há problema de mudança
de vizinhança.
Esse modelo de ligação também explica outras propriedades macroscópicas dos metais.
O brilho dos metais é explicado pelo modelo proposto. Ele é resultante da oscilação
dos elétrons da camada de valência do metal quando o material é iluminado. Ao receber
luz, os elétrons de valência da superfície do material oscilam e emitem luz (onda eletromagnética)
da mesma cor (frequência), como representa a figura a seguir.
J. Yuji
Uma superfície metálica
polida reflete luz no mesmo
comprimento de onda recebido,
por meio da oscilação
de seus elétrons de valência.
É esse fenômeno microscópico
que permite a construção
de espelhos.
225

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Pense
O modelo do “mar de elétrons”, embora simples do ponto de vista microscópico, é
suficiente para explicar com razoável satisfação diversas propriedades macroscópicas,
como as condutibilidades elétrica e térmica, a reatividade química, as temperaturas
de fusão e ebulição etc.
A alta densidade dos metais pode ser explicada por apresentar estruturas mais compactas
que as das substâncias iônicas ou covalentes, mas variando entre os próprios metais
por causa das diferentes massas atômicas.
3 LIGAS METÁLICAS
O que são ligas metálicas? Se o aço é feito basicamente de ferro, por que existem tantos tipos diferentes de aço?
Eky Studio/Shutterstock
O aço é uma liga de ferro
e carbono que torna o
material mais duro que o
próprio ferro.
A s propriedades dos metais podem ser alteradas quando se misturam átomos de
diferentes elementos químicos. Isso é facilmente entendido se considerarmos que
o material final deve apresentar propriedades que dependem do novo arranjo de átomos,
ou seja, de sua nova estrutura.
A alteração nas propriedades será tanto maior quanto maior for a diferença entre os átomos
adicionados. É por isso que, ao se adicionar a um metal átomos de elementos não metálicos,
como carbono, enxofre e fósforo, obtêm-se materiais tão diferentes. Um bom exemplo desse
caso é o aço, mistura de ferro e carbono, muito mais duro e quebradiço do que o próprio ferro.
Dificilmente se utilizam metais puros para construir objetos. Normalmente, os metais
são utilizados na forma de misturas sólidas de átomos de dois ou mais elementos químicos
denominadas ligas.
Ligas são misturas sólidas formadas por átomos de um metal e átomos de outro
elemento, metálico ou não.
Ligas metálicas são preparadas misturando-se ao metal principal fundido quantidades
de outra substância. Depois, deixa-se a mistura esfriar e se solidificar. A maioria
dos materiais metálicos usados em nosso cotidiano são, na realidade, ligas metálicas.
EXEMPLOS DE LIGAS METÁLICAS
Liga Metal Substância adicionada Exemplo de aplicação
Latão Cu Zn objetos domésticos
Bronze Cu Sn, Pb etc. sinos
Solda Sn Pb solda elétrica
Ouro 18* Au Cu joias
Ouro branco Au Ag joias
* 18 quilates = 18 frações de ouro em 24 avos do material.
O bronze, obtido por meio da fusão de minérios de cobre e de estanho, na presença
de carvão, foi a primeira liga produzida intencionalmente pelo ser humano, na
226

Suméria e na China, por volta de quatro milênios a.C. O latão surgiu, provavelmente,
no primeiro milênio a.C., na Ásia.
As diversas ligas têm propriedades muito diferentes, não só em função do metal principal,
mas também em função da substância adicionada e de sua quantidade. Variando
essa quantidade também há variação nas propriedades físicas e químicas da liga.
O ferro é o metal que mais utilizamos. No entanto, não é usado isoladamente, mas
como constituinte de ligas. A adição de 0,05% a 2% de carbono ao ferro leva à formação
de aços muito resistentes. Quando a liga apresenta de 2% até 4,5% de carbono, torna-se
mais maleável e é chamada ferro fundido. Teores de carbono acima de 4,5% produzem
materiais extremamente duros, mas quebradiços. A adição de crômio forma o aço inoxidável,
material duro, brilhante e resistente à oxidação. A adição de tungstênio forma aços
extremamente duros, muito utilizados para produzir brocas e tornos.
Daniel Wiedemann
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
Nasa
Mark Atkins/Dreamstime.com
7
8
O duralumínio é uma liga composta de alumínio
(94,6%), cobre (4%), magnésio (0,8%) e manganês
(0,6%); essa combinação confere ao material leveza
e alta resistência.
Ligas de vanádio são muito utilizadas na construção de equipamentos
sujeitos a altas temperaturas, como turbinas de
aeronaves e queimadores de foguetes.
A leveza, proporcionada
pela baixa densidade das
ligas de alumínio, aliada
a outras propriedades
dessas ligas, como o alto
grau de dureza, permite a
produção de bicicletas e
outros veículos cada vez
mais velozes e resistentes.
O quadro a seguir apresenta alguns exemplos de aço, liga metálica cujo principal componente
é o ferro.
ALGUNS TIPOS DE AÇO FORMADOS PELA ADIÇÃO DE DIFERENTES SUBSTÂNCIAS
Substância Quantidade Aplicação Características
Mn 0,5 a 1,0% Construção de cofres-fortes
Aumenta a dureza e diminui
a ductibilidade
Ni > 5%
Cr > 12%
W < 20%
Peças automotivas e
precisão
Utensílios domésticos e materiais
de construção civil
Ferramentas de corte de
alta velocidade
Aumenta a resistência,
a oxidação e a dureza
Aumenta a resistência
à oxidação
Aumenta a dureza e a resistência
a altas temperaturas
227

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Dois bons exemplos da influência da composição nas propriedades das ligas são a
solda e os filamentos de lâmpada. Soldas elétricas – constituídas com 67% de Pb e 33%
de Sn – apresentam baixa temperatura de fusão, permitindo a solda de equipamentos
sem danificá-los.
Por outro lado, ligas de níquel-crômio – 60% de Ni e 40% de Cr – apresentam elevadas
temperaturas de fusão, que permitem sua utilização em lâmpadas incandescentes.
Hely Demutti
Hely Demutti
A adição de cobre, prata
e paládio ao ouro produz
ligas em diferentes dades. O ouro amarelo é
tonaliuma
liga que contém 75%
de ouro + 13% de cobre
+ 12% de prata. O ouro
branco contém 75% de
ouro + 25% de paládio ou
75% de ouro + 12,5% de
prata + 12,5% de paládio.
O aço, uma liga constituída de ferro (99,9%) e carbono (0,1%), apresenta
alta resistência física.
A produção de novas ligas metálicas vem possibilitando a fabricação de materiais
com propriedades diferenciadas que são utilizados no desenvolvimento de novos
produtos.
J. Yuji
Fe
O
Quando o ferro reage
com o oxigênio do ar,
há transferência de elétrons
de átomos de ferro
para átomos de oxigênio.
4 OXIDORREDUÇÃO
O
processo metalúrgico consiste basicamente em reduzir os metais presentes nos
minérios, na forma de sais ou óxidos, à forma de substâncias simples, metais. Por
outro lado, no processo de corrosão, os metais reagem com o oxigênio, degradando-se,
formando óxidos e causando problemas estruturais e de funcionamento.
As reações químicas nas quais o oxigênio é um dos reagentes são historicamente denominadas
reações de oxidação. Já as reações inversas, de perda de oxigênio, são denominadas
reações de redução. Atualmente, considera-se que as reações de oxidação são
aquelas nas quais a espécie química perde elétrons e as reações de redução, aquelas nas
quais a espécie química ganha elétrons. As reações de oxidação e de redução sempre
acontecem simultaneamente: enquanto uma espécie ganha elétrons, outra espécie cede.
Denomina-se oxidação o processo químico no qual espécies químicas doam elétrons,
e redução o processo no qual espécies químicas recebem elétrons.
Como exemplo, veja a equação que representa a reação do ferro com o oxigênio:
Fe(s) + ½O 2 (g) ( FeO(s)
228

Essa reação é formada por duas semirreações: a semirreação
de oxidação do ferro e a semirreação de redução do
oxigênio. Essas semirreações são representadas, mente, pelas equações:
respectiva-
Fe ( Fe 2+ + 2e –
O + 2e – ( O 2–
Observe que nas semirreações não se representam os
estados físicos, já que se representam apenas as espécies
que estão variando seus estados de oxidação. O somatório
das duas fornece a reação global, e os elétrons não são representados
porque a quantidade que entra em uma reação
deve ser igual à que sai na outra reação. Para isso, às
vezes, deve-se multiplicar os coeficientes, como no caso
da formação da água a partir de oxigênio e hidrogênio.
2H 2 ( 4H + + 2e –
O 2 + 4e – ( 2O 2–
4H + + 2O 2– ( 2H 2 O
2H 2 (g) + O 2 (g) ( 2H 2 O(s)
Oxidação é um processo no qual há perda de elétrons.
Nas usinas de aço, os
minérios são convertidos
em metais.
Antônio Gaudér/Folhapress
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Redução é um processo no qual há ganho de elétrons.
Esse processo resulta em modificação do número de elétrons das espécies envolvidas.
Nessa reação, dizemos que o ferro sofre oxidação (perda de elétrons) e o oxigênio, redução
(ganho de elétrons). Essa reação, na qual ocorre transferência de elétrons entre átomos
das substâncias envolvidas, é denominada reação de oxidorredução.
Reação de oxidorredução é um tipo de reação em que ocorre transferência de
elétrons entre as espécies envolvidas.
Oxidante é a substância que provoca a oxidação.
Redutora é a substância que provoca a redução.
O conceito de número de oxidação é fundamental para a compreensão das reações
de oxidação-redução, por indicar como se deu a transferência de elétrons na reação
química. Todavia, saiba que, em muitas reações, essa transferência não implica
transferência direta de elétrons, mas apenas formação de novas ligações
em que o átomo passa a ter maior ou menor tendência de atrair
elétrons em relação aos átomos aos quais está ligado.
A substância que possui átomos que são reduzidos provoca
a oxidação de átomos de outra substância e, por isso,
Reações de oxidação
e redução são muito comuns
em nosso cotidiano.
Para evitá-las, os carros e
outros objetos e bens são
protegidos por camadas
de tintas e vernizes. No
entanto, há quem goste
de aparências “diferentes”,
como os adeptos do
Hoodride.
Hely Demutti
229

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Fotos: Hely Demutti
As lentes de alguns óculos
fotossensíveis são
confeccionadas com cristais
de cloreto de prata e
cristais de cloreto de cobre
(I). Quando essas lentes
são submetidas à luz solar,
ocorre uma reação de oxidação
e redução entre os
íons cloreto e os de prata,
fazendo com que a lente
fique escurecida. Essa reação
pode ser revertida se
as lentes forem retiradas
da exposição direta à luz.
é denominada oxidante. Ao mesmo tempo, a substância que possui átomos que são oxidados
provoca a redução de átomos de outra substância, sendo denominada redutora.
Oxidante é a substância que
provoca a oxidação.
Redutor é a substância que
provoca a redução.
No exemplo citado, o ferro transferiu elétrons para o oxigênio, provocando a redução
deste. Portanto, o ferro é o agente redutor. Por outro lado, o oxigênio recebeu elétrons,
provocando a oxidação do ferro. Portanto, o oxigênio é o agente oxidante.
5 NÚMERO DE OXIDAÇÃO
O
conhecimento das reações químicas de oxidorredução é fundamental para a compreensão
de processos químicos como os de obtenção e desgaste de metais. Para entender
esses processos é importante determinar quais espécies são oxidadas e quais são reduzidas,
por meio do número de oxidação
dos átomos dos elementos químicos envolvidos na reação.
O número de oxidação indica a quantidade de elétrons que os átomos do elemento
químico cedem ou recebem em ligações químicas. Nas ligações iônicas esse número indica
a quantidade de elétrons que o átomo cedeu ou ganhou. No caso de ligações valentes, essa é a quantidade de elétrons que seria cedida ou recebida pelos átomos, se
coas
ligações fossem rompidas e os elétrons ficassem com os átomos mais eletronegativos.
O número de oxidação, identificado pelo Nox, representa a carga, ou a possível carga,
dos átomos de cada elemento químico presente na substância.
Nas substâncias simples (Fe, Cu, He, F 2 , O 2 , O 3 etc.), o número de oxidação é sempre
igual a zero. O número de oxidação de um íon monoatômico é igual à sua carga elétrica.
Na reação de formação do sal cloreto de sódio, a partir das substâncias simples, temos:
Na ( Na + + e –
½Cl 2 + e – ( Cl –
Na(s) + ½Cl 2 (g) ( NaCl(s)
Na primeira semirreação o Nox do sódio variou de 0 para +1, enquanto na segunda o
Nox do cloro variou de 0 para –1, ou seja, enquanto o sódio aumentou em uma unidade
(oxidou-se), o cloro diminuiu de uma unidade (reduziu-se).
Conside, agora, um exemplo de substância formada por ligação covalente. Observe
a equação da reação de ferro com ácido clorídrico.
Fe(s) + 2HCl(aq) ( FeCl 2 (aq) + H 2 (g)
No ácido clorídrico, o hidrogênio faz ligação covalente com o cloro. Como o cloro é
mais eletronegativo do que o hidrogênio, nessa ligação os átomos de cloro atraem mais
fortemente os elétrons compartilhados com os átomos de hidrogênio. Assim, o Nox do
hidrogênio no HCl é +1, e o Nox do cloro é –1. Se indicarmos o Nox de todos os átomos
dessa equação, identificaremos com facilidade o oxidante e o redutor.
(0) (+1)(–1) (+2)(–1) (0)
Fe(s) + 2HCl(aq) ( FeCl 2 (aq) + H 2 (g)
Fe ( varia de 0 a +2 ( sofre oxidação.
Logo, Fe(s) é o agente redutor.
H ( varia de +1 a 0 ( sofre redução.
Logo, HCl(aq) é o agente oxidante.
230

Hely Demutti
Note que é comum, nas equações químicas, representar o Nox dos átomos entre parênteses.
Observe ainda que, na reação anterior, o ferro foi oxidado (aumentou seu Nox),
enquanto o hidrogênio foi reduzido (diminuiu seu Nox). Observe também que o número
de oxidação do cloro não variou.
Regras para determinação
do número de oxidação
Átomos de todos os elementos químicos podem apresentar mais de um número de
oxidação. Em qualquer substância, o Nox dos átomos de um elemento depende dos átomos
dos demais elementos químicos presentes nas substâncias.
Para facilitar a determinação do número de oxidação, foram desenvolvidas algumas
regras práticas, enumeradas a seguir.
O conhecimento das reações
de oxidorredução
permite que elas sejam
aproveitadas de forma
útil, como na produção de
energia elétrica por uma
pilha, e evitem-se desperdícios,
como na oxidação
de objetos metálicos.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Regras para determinação do Nox
1. O Nox de qualquer átomo em uma substância simples é sempre zero.
2. O Nox do hidrogênio é +1.
Exceção: nos hidretos metálicos (NaH), é –1.
3. O Nox do oxigênio é –2.
Exceções: nos peróxidos (H 2 O 2 ), é –1; nos superóxidos (Na 2 O 4 ), é –½; e no fluoreto (OF 2 ), é +2.
4. O Nox dos halogênios é –1.
5. O Nox dos metais alcalinos é +1.
6. O Nox dos metais alcalinos terrosos é +2.
7. A soma dos Nox de todos os átomos de qualquer espécie química neutra sempre será igual a zero.
8. No caso de espécies iônicas, a soma dos Nox de seus átomos será igual à carga total do íon.
Com base nessas regras, pode-se determinar o Nox dos átomos de outros elementos químicos.
1. Qual será o Nox do manganês (Mn) no permanganato de potássio (KMnO 4 )? Para achar essa resposta, vamos seguir
as etapas:
1 a etapa: Escreva o número de oxidação de cada átomo conhecido, usando (×) para indicar o Nox do átomo que se deseja
calcular.
(+1)(×)(–2)
KMnO 4
2 a etapa: Some os números de oxidação dos átomos de todos os elementos, multiplicados por seus índices, e iguale à
carga da espécie química (zero para substâncias neutras).
1 ⋅ (+1) + 1 ⋅ Nox Mn + 4 ⋅ (–2) = 0
231

3 a etapa: Resolva a equação e encontre o Nox desconhecido.
1 + Nox
Mn –8 = 0
Nox Mn = +7
LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
2. Para ficar mais claro, vamos calcular o Nox do cloro (Cl) no íon perclorato (ClO
– 4 ).
1 a etapa:
(×)(–2)
×
–
ClO 4 2 a etapa:
Nox Cl + 4 ⋅ (–2) = –1
3 a etapa:
Nox Cl –8 = –1
Nox Cl = +7
Exercícios
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. Por que os metais geralmente se apresentam em fase sólida?16.
Com base nas respectivas propriedades, diferencie sólidos
metálicos de sólidos iônicos.
2. Explique por que os metais apresentam brilho característico.
3. Por que os metais são transformados facilmente em 17. Por que as propriedades químicas e físicas de uma liga
fios e lâminas?
metálica são diferentes das propriedades dos metais
que a constituem?
4. É possível moldar um cristal de quartzo com um martelo?
Justifique.
5. O que são ligas metálicas?
6. Por que o aço é mais difícil de moldar do que o ferro?
7. O ouro é um metal que consegue formar fios bastante
finos. Explique essa propriedade do ouro com base em
sua estrutura cristalina.
8. Por que, nos carros, os fios elétricos são feitos de cobre
e a “lataria”, de aço, e não o inverso?
9. Quais propriedades físicas dos metais podem ser explicadas
pelo movimento de elétrons livres?
10. Por que o plástico não conduz corrente elétrica?
11. Atualmente, a sociedade tecnológica vem substituindo
os metais por plásticos. Por que certos materiais, como
os fios elétricos, ainda não foram substituídos?
12. Cite duas das propriedades das ligas metálicas que podem
ser diferentes das propriedades de seus metais formadores.
13. Qual é a vantagem de utilizar o aço no lugar do ferro?
14. Quais são as propriedades que nos levam a concluir
que a ligação metálica é relativamente forte?
15. Explique como ocorre a força de atração entre as partículas
nas ligações metálicas.
18. A tabela a seguir mostra propriedades de três substâncias:
X, Y, Z. Analise as informações e classifique cada
substância em metálica, iônica ou molecular.
Substância Aparência t f (°C)
Condutibilidade
elétrica
X dura, sem cor 146 nenhuma solúvel
Solubilidade
na água
Y muito dura 1600 alta insolúvel
Z dura, branco 800
só fundido ou
dissolvido em água
solúvel
19. Em relação ao estudo dos metais, julgue os itens em
C (certo) e E (errado):
1) Um fio de platina ganha massa quando aquecido
na presença do ar.
2) Entre as propriedades que caracterizam os metais,
estão as condutibilidades térmica e elétrica, a maleabilidade
e o brilho.
3) As ligas metálicas apresentam ligações covalentes
fortemente orientadas no espaço.
4) Os metais são bons condutores de eletricidade devido
às ligações metálicas, nas quais os elétrons
estão livres, podendo mover-se entre os núcleos.
232

20. Quais das reações abaixo não são de oxidorredução?
Justifique.
a) 4Fe + 3O 2 ( 2Fe 2 O 3
b) CO + 1 2 O 2 ( CO 2
c) 3HgSO 4 + 2Al ( Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Hg
d) Zn + 2HCl ( ZnCl 2 + H 2
e) HCl + NaOH ( NaCl + H 2 O
21. O alumínio é um metal de grande aplicabilidade na
nossa sociedade devido à sua leveza e boa bilidade térmica. É obtido da bauxita, Al 2 O 3 ⋅ 2H 2 O,
após a eliminação da água e usando eletricidade,
conduticonforme
a reação abaixo.
Δ
2Al 2 O 3 ( 4Al + 3O 2
a) Indique o Nox de todas as substâncias envolvidas.
b) Quais elementos sofreram oxidação e quais ram redução?
sofrec)
Quais são os agentes oxidante e redutor?
22. O Brasil é um dos maiores produtores de manganês,
metal obtido do mineral pirolusita, MnO 2 , conforme a
reação abaixo:
MnO 2 + C ( Mn + CO 2 $
O(s) agente(s) oxidante(s) é(são):
a) MnO 2 .
b) MnO 2 e Mn.
c) C.
d) Mn.
e) C e CO 2 .
23. (Ufam) Analisando a reação abaixo, podemos afirmar que:
3Cu + 8HNO 3 ( 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O
a) O cobre é o redutor porque ele é reduzido.
b) O nitrogênio é o redutor porque ele é oxidado.
c) O nitrogênio é o redutor porque ele é reduzido.
d) Não é uma reação de oxirredução.
e) O cobre é o redutor porque ele é oxidado.
24. (UFU-MG) Apresentam-se abaixo as fórmulas químicas
de substâncias contendo fósforo.
Mg 3 (PO 4 ) 2 H 4 P 2 O 5 Ca 2 P 2 O 7 KH 2 PO 2 Na 2 HPO 3
Quais são, respectivamente, os números de oxidação
do fósforo em cada substância?
a) +5; +3; +5; +1; +3.
b) +3; +2; +6; +2; +2.
c) +5; +3; +6; +1; +5.
d) +3; +2; +5; +2; +2.
25. (UFU-MG) Entende-se por corrosão de um material a
sua deterioração ou destruição, causada por uma reação
química com o meio no qual se encontra. Essas
reações são de oxidação e redução. Na reação química
de oxidação e redução representada pela equação
Al + 3AgNO 3 ( Al(NO 3 ) 3 + 3Ag
a) O alumínio é o oxidante, porque é oxidado.
b) O alumínio é o redutor, porque é oxidado.
c) A prata do nitrato de prata é oxidante, porque ela
é oxidada.
d) A prata do nitrato de prata é o redutor, porque ela
é reduzida.
e) O alumínio e a prata do nitrato de prata são redutores,
porque eles são oxidados.
26. (UFJF-MG) O mercúrio é um metal líquido à temperatura
ambiente. Ele é utilizado no garimpo para extração
de ouro, formando com este uma mistura homogênea.
Para separar os dois metais, basta aquecer a mistura
para que o mercúrio se evapore. Considerando-se essas
informações, é INCORRETO afirmar que:
a) a separação dos dois metais pode ser realizada,
utilizando-se o método de destilação.
b) a mistura dos metais apresenta duas fases.
c) o mercúrio se evapora em uma temperatura mais
baixa que a do ouro.
d) o ouro se funde em uma temperatura mais alta que
a do mercúrio.
e) o mercúrio é mais volátil que o ouro.
27. (UFJF-MG) A equação abaixo representa a reação
química que ocorre em pilhas alcalinas que não são
recarregáveis.
KOH
Zn + 2MnO 2 + H 2 O ( Zn(OH) 2 + Mn 2 O 3
Considere as afirmativas:
I – O Zn é o agente redutor e, portanto, é oxidado
no processo.
II – O MnO 2 sofre redução para formar Mn 2 O 3 .
III – O KOH é o agente oxidante e a água é oxidada,
originando íons OH – .
IV – Essa pilha é chamada de alcalina, pois a reação
ocorre em meio básico.
V – A pilha alcalina é um dispositivo que produz corrente
elétrica.
Pode-se afirmar que:
a) I, III, IV e V estão corretas.
b) apenas a IV está correta.
c) I, II, IV e V estão corretas.
d) apenas a III está correta.
e) todas estão corretas.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
233

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
28. (UFCG-PB-adaptado) Os processos de oxidação do metanol
(H 3 COH) podem produzir várias substâncias, dentre
os quais se incluem o monóxido de carbono (CO),
o metanal (HCHO), o ácido metanoico (HCOOH) e o
dióxido de carbono (CO 2 ). Considerando os números
de oxidação do carbono nas diferentes substâncias,
assinale a afirmativa CORRETA:
a) O carbono tem o mesmo número de oxidação
nas moléculas de monóxido de carbono e ácido
metanoico.
b) O número de oxidação do carbono aumenta na
sequência das seguintes moléculas: metanal, ácido
metanoico, dióxido de carbono e metanol.
c) O número de oxidação do carbono diminui na sequência
das seguintes moléculas: dióxido de carbono,
metanol, monóxido de carbono e metanal.
d) O número de oxidação do carbono na molécula de
monóxido de carbono é o dobro do número de oxidação
do carbono na molécula de dióxido de carbono.
e) A soma dos números de oxidação do carbono nas moléculas
de metanal e ácido metanoico é igual ao número
de oxidação do carbono na molécula de metanol.
29. (UFPB) As espécies químicas amônia (NH 3 ), nitrito (NO – 2 ) e
nitrato (NO – 3 ) são parâmetros de qualidade de água. Assim,
é correto afirmar que os números de oxidação do nitrogênio,
na amônia, no nitrito e no nitrato, são respectivamente:
a) +3, +4 e +5.
b) –3, +3 e +5.
c) –3, –4 e –5.
d) –3, +4 e +6.
e) +3, +3 e +5.
6 BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES
DE REAÇÕES DE OXIDORREDUÇÃO
Pense
Como balancear uma equação química?
Para determinar as proporções adequadas de substâncias ou materiais que vão reagir
nas reações de oxidorredução, como as que ocorrem nos processos metalúrgicos,
os químicos precisam saber exatamente que reações ocorrem e quais são suas
equações balanceadas.
O balanceamento de equações químicas consiste na determinação dos coeficientes
estequiométricos das substâncias presentes, com o objetivo de igualar a quantidade de
átomos dos reagentes com a dos produtos. Nas reações de oxidorredução há necessidade
de se balancear também os elétrons transferidos na reação, de forma que o número total
de elétrons fornecido pelo redutor seja igual ao número total de elétrons recebido pelo
oxidante. Daí a primeira etapa do balanceamento de reações de oxidorredução: balancear
os elétrons cedidos e recebidos. Vejamos como fazer isso nos exemplos abaixo.
I – Vamos analisar a reação para obtenção de um metal de grande importância para a sociedade, o manganês, utilizado
na produção de aços muito resistentes, denominados aço-manganês. Do minério pirolusita, que contém a substância
dióxido de manganês (MnO 2 ), se extrai o metal manganês (Mn), por meio de uma reação representada pela equação:
Nox diminui de +4 para 0 (redução)
(+4) (0) (0) (+2)
MnO 2 (s) + 2C(s) ( Mn(s) + 2CO(g)
Nox aumenta de 0 para +2 (oxidação)
Redutor: o carbono é o agente redutor (+2 – 0 = +2).
Oxidante: o óxido de manganês (IV) é o agente oxidante (+4 – 0 = +4).
234

Os elementos químicos cujos átomos mudam de número de oxidação na reação são o manganês e o carbono. O manganês
é reduzido de +4 para zero, ou seja, cada átomo ganha quatro elétrons. Por sua vez, o carbono é oxidado de zero
para +2, pois cada átomo perde dois elétrons. Portanto, para que cada átomo de manganês seja reduzido é necessário
que dois átomos de carbono sejam oxidados.
1MnO 2 (s) + 2C(s) ( aMn(s) + bCO(g)
Feito isso, falta somente determinar os valores de a e b, que, nesse caso, são iguais a 1 e 2.
II – Para a reação de produção do ferro, de acordo com a equação não balanceada abaixo, podemos determinar os coeficientes,
seguindo as etapas recomendadas nas sequências:
Fe 2 O 3 (s) + CO(g) ( Fe(s) + CO 2 (g)
1. Determinar o número de oxidação dos átomos dos diferentes elementos químicos e verificar qual está reduzindo e qual
está oxidando;
Fe: varia de +3 para 0 (reduzido)
C: varia de +2 para +4 (oxidado)
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
2. Determinar a variação do número de oxidação de cada um deles;
Fe: varia de 3 (recebe 3 elétrons)
C: varia de 2 (perde 2 elétrons)
3. Colocar como coeficiente da substância de um dos elementos que varia o número que indica a variação do outro elemento
e vice-versa.
2/ Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) ( aFe(s) + bCO 2 (g)
Observe que o coeficiente 2 do óxido de ferro III foi desprezado porque nessa substância já existem 2 átomos na fórmula mínima.
4. Determinar os coeficientes das demais substâncias, contando a quantidade de átomos dos elementos cujos coeficientes
de suas substâncias já foram determinados na etapa anterior. Procurar determinar inicialmente os coeficientes a partir
de elementos que estejam presentes apenas em um única substância em cada lado da reação.
Fe: tem dois átomos no Fe 2 O 3 , logo o coeficiente a será 2.
C: tem três átomos no CO, logo o coeficiente b será 3.
Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) ( 2Fe(s) + 3CO 2 (g)
III – Para mostrar que esse método é eficiente, vamos considerar uma reação mais complexa, entre o dicromato de potássio
(K 2 Cr 2 O 7 ) e o cloreto de estanho II (SnCl 2 ), na presença de ácido clorídrico (HCl), formando cloreto de potássio (KCl),
cloreto de crômio III (CrCl 3 ), cloreto de estanho IV (SnCl 4 ) e água (H 2 O), representada pela equação (não balanceada):
1. Cr: varia de +6 para +3 (reduzido)
Sn: varia de +2 para +4 (oxidado)
2. Cr: varia de 3 (recebe 3 elétrons)
Sn: varia de 2 (perde 2 elétrons)
K 2 Cr 2 O 7 + SnCl 2 + HCl ( KCl + CrCl 3 + SnCl 4 + H 2 O
3. 2/ K 2 Cr 2 O 7 + 3SnCl 2 + aHCl ( bKCl + cCrCl 3 + dSnCl 4 + eH 2 O
4. Determinam-se os valores de b a partir do K (2), de c a partir de Cr (2), de d a partir do Sn (3), de e a partir de O (7), e
finalmente, o valor de a a partir de H (14).
Dessa forma, obtém-se:
K 2 Cr 2 O 7 + 3SnCl 2 + 14HCl ( 2KCl + 2CrCl 3 + 3SnCl 4 + 7H 2 O
235

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
Esse método se torna fácil se você considerar:
a) que a quantidade de elétrons ganha por átomos do elemento químico reduzido
deve ser igual à quantidade de elétrons cedida por átomos do elemento químico
oxidado;
b) e que, segundo a Lei de Lavoisier, numa reação química a quantidade de átomos
dos reagentes é igual à quantidade de átomos dos produtos, pois na natureza
nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.
Hely Demutti
Dicromato de potássio (laranja) e cloreto de crômio (verde) – duas substâncias contendo átomos de crômio
com estados de oxidação diferentes. O dicromato de potássio é um oxidante muito utilizado em métodos de
análise química.
Exercícios
1. A tendência dos metais nobres – ouro, prata e platina
– é permanecer na forma reduzida ou oxidada?
2. Nas semirreações seguintes, descubra que elemento
está variando o número de oxidação, se está ocorrendo
uma oxidação ou uma redução e qual o número
apropriado de elétrons para equilibrar a equação.
a) Zn 2+ ( Zn.
b) 2Br – ( Br 2 .
c) Ni ( Ni 2+ .
3. (Unimontes-MG) O reagente de Fehling é usado como
um teste qualitativo para a presença de glicose na
urina, uma indicação de diabetes ou disfunção renal.
Esse reagente contém íons cúpricos, Cu 2+ , em solução
básica, complexados com o ânion do ácido cítrico. O
complexo azul de Cu 2+ , ao reagir com o aldeído, forma
um precipitado marrom avermelhado de Cu 2 O como
representado pela equação:
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
Calor
RCHO + 2Cu 2+ + 4OH – ( RCO 2 H + Cu 2 O + 2H 2 O.
Em relação ao reagente e à reação provocada por ele,
é INCORRETO afirmar que:
a) o complexo azul de Cu 2+ é reduzido a íon cuproso.
b) a glicose e outros carboidratos oxidam o reagente.
c) o sólido óxido cuproso é indicativo de positividade.
d) o nox do carbono do ácido carboxílico formado
é +3.
4. Sabe-se que o permanganato de potássio reage com
ácido clorídrico e produz cloreto de potássio, cloreto
de manganês (II), gás cloro e água. Formule a equação
e faça o balanceamento da reação do permanganato
de potássio com ácido clorídrico, indicando o agente
oxidante e o agente redutor.
5. (PUC-MG-adaptado) Uma das maneiras de se obter
gás oxigênio em laboratório é pela reação entre
236

o permanganato de potássio e a água oxigenada,
que ocorre de acordo com a seguinte equação não
balanceada:
KMnO 4 (aq) + H 2 SO 4 (aq) + H 2 O 2 (aq) (
( K 2 SO 4 (aq) + MnSO 4 (aq) + O 2 (g) + H 2 O(l)
Considerando-se essas informações e após o balanceamento
dessa equação, é INCORRETO afirmar que:
a) a soma de todos os coeficientes mínimos e inteiros
da equação é igual a 26.
b) o manganês do permanganato de potássio se reduz.
c) a reação acima não é de oxidorredução.
d) o H 2 O 2 funciona como o redutor do processo.
6. Faça o balanceamento das seguintes equações pelo
método da variação do número de oxidação.
a) Cl 2 + NaBr ( NaCl + Br 2
b) P 4 + HNO 3 + H 2 O ( H 3 PO 4 + NO
c) KI + KMnO 4 + H 2 O ( I 2 + MnO 2 + KOH
d) K 2 Cr 2 O 7 + HCl ( KCl + CrCl 3 + Cl 2 + H 2 O
e) H 2 S + Br 2 + H 2 O ( H 2 SO 4 + HBr
f) Au + HCl + HNO 3 ( AuCl 3 + H 2 O + NO
7. (Unemat-MT) Recentemente foi aprovada no Brasil a Lei
nº- 11.705, de 19 de julho de 2008, que pune, com multas
e até perda da habilitação, motoristas com qualquer
concentração de álcool no sangue. Para detecção do
nível de embriaguez é utilizado um aparelho chamado
bafômetro. Um dos tipos de bafômetro contém uma
solução ácida de dicromato de potássio, uma substância
amarelo-alaranjado que reage ao álcool presente
no ar expirado pelo motorista, formando ácido acético
e sulfato de crômio, uma substância verde, conforme
a reação abaixo representada. Ao medir a intensidade
da cor verde, é possível estimar o nível de álcool no
sangue do motorista.
alaranjado
^
3CH 3 CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 (
( 3CH 3 COOH + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O
$
verde
Assinale a alternativa incorreta.
a) O número de oxidação do crômio passa de +6
no dicromato de potássio para +3 no sulfato
de crômio.
b) O etanol é oxidado a ácido acético.
c) O balanceamento da equação está correto.
d) O dicromato de potássio é um agente redutor.
e) O crômio sofre redução nessa reação.
8. (Ufes) Determine o número de oxidação dos elementos
destacados nos íons e associe as colunas:
( ) HCO –
3 (1) +5
( ) NH + 4 (2) +7
4–
( ) P 2 O 7 (3) –3
( ) ClO –
4 (4) +6
2–
( ) S 2 O 7 (5) +4
A coluna da esquerda, de cima para baixo, forma o
numeral:
a) 41 523
b) 53 124
c) 35 412
d) 43 152
e) 52 341
9. As estações de tratamento de esgotos conseguem reduzir
a concentração de vários poluentes presentes nos
despejos líquidos antes de lançá-los nos rios e lagos.
Uma das reações que acontecem é a transformação do
gás sulfídrico (H 2 S), que apresenta um cheiro muito desagradável,
em SO 2 . O processo pode ser representado
pela equação abaixo:
H 2 S + O 2 ( SO 2 + H 2 O
Efetue o balanceamento e indique o agente oxidante
e o redutor.
10. (UFPR) Considere a reação abaixo e as afirmativas sobre
ela, a seguir.
K 2 Cr 2 O 7 + SnCl 2 + HCl ( KCl + CrCl 3 + SnCl 4 + H 2 O
I – A sequência correta dos coeficientes estequiométricos
de cada uma das substâncias, na ordem
em que aparecem na reação acima, é 1, 3, 14, 2,
2, 3, 7.
II – O agente redutor é o dicromato de potássio.
III –O ácido clorídrico é o agente oxidante.
IV –O estanho oxida-se, e o crômio reduz-se.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa II é verdadeira.
c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa I é verdadeira.
e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
11. A substância inorgânica de prata mais importante é,
sem dúvida, o nitrato, pois é utilizado em quase todos
os processos de obtenção das outras substâncias. O
nitrato de prata encontra vasta aplicação em fotografia,
xerografia, eletrodeposição química, em componentes
de baterias e pilhas, na medicina e como catalisador.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
237

LIGAÇÃO METÁLICA E OXIDORREDUÇÃO
A reação de produção do nitrato de prata pode ser
representada por:
Ag(s) + HNO 3 (conc.) ( AgNO 3 (aq) + NO 2 (g) + H 2 O(I)
De acordo com a equação, pode-se afirmar que:
a) O nitrogênio não sofre oxidação nem redução.
b) Os coeficientes da equação balanceada são: 1, 2,
1, 1 e 1.
c) O Ag é o agente oxidante.
d) O HNO 3 é o agente redutor.
e) Na equação acima são formados dois mols de H 2 O(l).
12. A respeito dos processos de oxidação e redução, julgue
os itens em certo (C) ou errado (E):
1) A reação Fe 3+ + e – ( Fe 2+ é uma reação de
oxidação.
2) Na reação Cr + HCl ( CrCl 3 + H 2 , o cloro sofre
oxidação e o crômio, redução.
3) Numa reação de oxidorredução, o agente oxidante
é reduzido e o agente redutor é oxidado.
4) Na semirreação SO 2– 3 + H 2 O ( SO 2– 4 + 2H + o elemento
que está variando o número de oxidação é
o hidrogênio.
13. (UFPI) Ajuste a seguinte equação química, cuja reação
ocorre em meio ácido:
P 4 (s) + H 2 O(I) ( PH 3 (g) + HPO 2– 3 (aq) + H + (aq)
e assinale a afirmativa verdadeira.
a) A soma dos coeficientes de todas as espécies químicas
que participam nessa reação pode ser igual a 15.
b) A soma dos coeficientes de todas as espécies químicas
que participam nessa reação pode ser igual a 7.
c) Quando o coeficiente de substância P 4 é igual a 3,
o da substância PH 3 é igual a 4.
d) Quando o coeficiente da água, H 2 O, é igual a 6,
o da espécie H + é igual a 5.
e) Quando o coeficiente da substância P 4 é igual a 3,
o da espécie HPO 2– 3 é igual a 2.
14. (UFG-GO) A variação do número de oxidação pode ser
utilizada para se determinar os coeficientes dos reagentes
e produtos de uma equação química. Observe
a equação química a seguir:
Au 3 P + AuCl 3 + H 2 O ( H 3 PO 2 + Au 0 + HCl
a) Identifique os reagentes oxidante e redutor.
b) Acerte os coeficientes pelo método de oxidorredução.
15. Determine os coeficientes de cada substância nas equações
abaixo:
a) HNO 3 + P 4 + H 2 O ( H 3 PO 4 + NO
b) Bi 2 O 3 + NaClO + NaOH ( NaBiO 3 + NaCl + H 2 O
c) As 2 S 5 + HNO 3 + H 2 O ( H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO
16. (UFTM) O isolamento e a caracterização inequívoca do
zinco metálico é atribuída, via de regra, a Andréas Sigismund
Marggraf [1709-1782] em 1746, num estudo
detalhado, o “Método de extrair zinco de seu verdadeiro
mineral calamina”.
Marggraf reduziu calamina (contém ZnO) de várias procedências
com carvão, em retortas fechadas, recolhendo
o vapor de zinco (T.E. 907 °C) obtido no topo de
um alambique:
ZnO + C ( Zn + CO
(MAAR, Juergen Heinrich, Pequena História da Química: primeira parte –
dos primórdios a Lavoisier. Florianópolis: Papa-Livro, 1999. Adaptado.)
Sobre o método empregado por Marggraf, pode-se
afirmar que:
I – envolveu reação de oxidorredução na qual o zinco
se oxidou;
II – foi realizado em temperatura superior a 907 °C;
III – houve combustão da calamina.
É correto o que se afirma em:
a) I, somente. d) II e III, somente.
b) II, somente. e) I, II e III.
c) III, somente.
17. (UFMG) Na extração do ouro, os garimpeiros costumam
utilizar mercúrio. Nesse caso, boa parte desse
metal é lançada no ambiente, o que constitui em
risco ambiental. Alguns dos processos físicos, químicos
e bioquímicos que ocorrem com o mercúrio,
após seu lançamento no ambiente, estão representados
nesta figura:
Hg 2+
Oxidação
Hg º (vapor 55-60%)
Volatilização
DRAGA
Hg 2+ Hg (CH 3
) +
Metilação
Peixes Hg º (metálico)
Acumulação em sedimentos
Considerando-se as informações fornecidas por essa
figura e outros conhecimentos sobre o assunto, é COR-
RETO afirmar que:
a) a maior parte do mercúrio metálico é lançado na
atmosfera.
b) a redução do mercúrio metálico leva à formação
de Hg 2+ .
c) o mercúrio metálico é menos denso que a água.
d) o mercúrio metálico se acumula no organismo
dos peixes.
238

CAPÍTULO
Propriedades dos metais
b Os metais são amplamente utilizados devido às suas propriedades químicas e físicas: brilho, cor,
maleabilidade, ductilidade, condutibilidade elétrica, condutibilidade térmica, temperatura de fusão,
densidade, dureza.
Ligação metálica
b A ligação metálica é caracterizada pelo grupamento de átomos envolvido por uma nuvem de elétrons.
Nessa estrutura, os elétrons podem mover-se livremente por toda a rede cristalina.
1
2
3
4
5
6
7
8
Ligas metálicas
b A adição de outras substâncias, metálicas ou não, ao metal altera suas propriedades, produzindo
diferentes ligas.
b Uma liga metálica é um material sólido formado por átomos de um elemento metal e, pelo menos,
um átomo de outro elemento químico.
Oxidorredução
b Reação de oxidorredução são reações químicas nas quais há transferência de elétrons entre as
espécies envolvidas.
b Oxidação é a semirreação na qual espécies doam elétrons.
b Redução é a semirreação na qual espécies recebem elétrons.
b A reação de oxidorredução é a soma das semirreações de oxidação e de redução.
Número de oxidação
b O número de oxidação, identificado pelo Nox, representa a carga, ou a possível carga, dos átomos
dos elementos químicos presentes numa substância.
Balanceamento de equações de reações
de oxidorredução
b Para o balanceamento de reações de oxidorredução é necessário primeiro balancear os elétrons
transferidos na reação, de forma que a quantidade fornecida por uma espécie seja igual à quantidade
recebida pela outra espécie.
239

Capítulo 7
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
Tema em foco
PILHAS E
ELETRÓLISE
Como funcionam as pilhas?
O que fazer com as pilhas quando elas
não funcionam mais?
DESCARTE DE PILHAS E BATERIAS
Pense
Você tem alguma pilha agora? O que fazer com pilhas e baterias que não servem mais?
O uso de pilhas e baterias é intenso em nossa
sociedade. Muitas vezes, nem nos damos conta de
como essa tecnologia está presente em nosso cotidiano.
Nos dias atuais, dificilmente um jovem ou
adulto passa o dia sem ter uma pilha ou bateria consigo.
Elas estão presentes em tantos equipamentos
que nem nos damos conta. Poucos relógios modernos
não utilizam baterias. Qualquer celular funciona
à base de bateria.
Algumas dessas pilhas e baterias, como as de relógio,
são descartáveis; outras, como as de automóveis
e celulares, são recarregáveis, possuindo maior vida
útil. Entretanto, todas elas, um dia, perdem sua utilidade
e são descartadas.
Apesar da aparência inofensiva, as pilhas e baterias
usadas e descarregadas podem causar sérios problemas
ambientais. De acordo com dados da Associação
Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (Abinee), o
Brasil produz quase um bilhão de pilhas por ano. Onde
elas vão parar depois de usadas?
Depois de cumprirem seu papel, as pilhas e as baterias se tornam
um problema: o que fazer com elas?
Hely Demutti
240

Outro problema é que muitas pilhas contêm metais pesados, como mercúrio, cádmio, chumbo e níquel.
Descartadas inadequadamente, as pilhas podem liberar esses metais, que podem contaminar plantas e animais,
entre os quais o ser humano.
Um exemplo desse problema é a utilização de grande quantidade de baterias de automóveis. Depois de vencidas,
essas baterias geram enorme quantidade de sucata que não pode ser descartada no lixo devido à grande
quantidade de chumbo e de ácido sulfúrico. O processo de reciclagem desses materiais, embora viável economicamente,
também libera grande quantidade de chumbo para o ambiente e contamina as pessoas nele envolvidas,
causando problemas de saúde ocupacional, isto é, gerados durante o trabalho.
CAPÍTULO
1
2
3
4
Hely Demutti
5
6
7
Depois de utilizar suas baterias de chumbo, países
do Primeiro Mundo as exportam para o Terceiro
Mundo, para serem recicladas. Assim, exportam
também possíveis riscos de contaminação ambiental
e humana em seus territórios.
8
Além da contaminação ocupacional, muitas pessoas estão expostas ao chumbo disperso pela poeira em regiões
próximas a indústrias que utilizam esse metal. Em uma pesquisa realizada com a colaboração de químicos da
Universidade de São Paulo (USP), encontrou-se forte relação entre o comportamento antissocial de adolescentes
e o teor de chumbo presente e amostras do esmalte dentário deles.
O descarte das baterias de celulares também é um problema, ainda mais se considerarmos que a vida útil dessas
baterias é relativamente curta – cerca de um ano. Por outro lado, sua demanda é cada vez maior; para se ter uma
ideia, somente no Brasil existem cerca de 200 milhões de celulares em funcionamento. Consequentemente, imagine
quantas baterias de celular são descartadas anualmente no Brasil.
Com relação às pilhas comuns, estima-se que cada brasileiro consuma menos de cinco pilhas por ano. Em países
desenvolvidos, como a Alemanha, o consumo anual é de cerca de 30 unidades.
aturamento total R bilhões
J. Yuji
150
120
90
60
30
Hely Demutti
As pilhas e baterias estão incorporadas ao nosso cotidiano e,
muitas vezes, nem nos preocupamos com o seu descarte.
0
2004 2005 2006 2007 2008
Analisando o gráfico e considerando que a produção de equipamentos
que utilizam pilhas e baterias cresce a cada ano,
podemos concluir que a tendência do consumo desses geradores
de eletricidade é aumentar.
241

Os metais que reagem com o nosso organismo
Pense
O metal que contamina o nosso corpo é o mesmo que faz parte dos objetos metálicos?
O ferro presente em nosso sangue é aquele mesmo ferro presente nas panelas de ferro?
PILHAS E ELETRÓLISE
Tkemot/Shutterstock
Como já dizia o estudioso Paracelso [1493-1541], a diferença entre o remédio e o veneno é a dose. Por isso,
substâncias que são letais para os seres humanos, quando consumidas acima de certas dosagens, podem ser
remédios em doses menores. Os metais são bons exemplos. Alguns deles são muito importantes para o metabolismo
do nosso corpo.
O ferro, presente na hemoglobina, é responsável pelo transporte de oxigênio no sangue; o cobalto entra na
composição de vitaminas; o manganês, o molibdênio, o zinco e o crômio estão presentes na estrutura de enzimas
que regulam o metabolismo do organismo. Além desses, diversos outros, como o lítio, o cálcio, o magnésio, o sódio
e o potássio, também participam de funções metabólicas.
Por outro lado, vários metais apresentam interações indesejadas com os organismos vivos e, por isso, são considerados
tóxicos. Entre eles estão os conhecidos como metais pesados. Essa denominação, que foi estabelecida
historicamente, provavelmente em relação aos seus valores de massa atômica, hoje está relacionada à sua toxidez.
Por isso, apesar de vários metais tóxicos classificados como metais pesados terem elevados valores de massa atômica,
como o mercúrio (200,59 u), o cádmio (112,41 u) e o chumbo (207,2 u),
é importante destacar que a toxidez não está associada diretamente
à sua massa atômica, mas, sim, a reações que afetam o metabolismo
dos organismos vivos. Por isso, o crômio é um metal pesado, apesar
de sua massa atômica ser de 52 u, enquanto o ferro, de massa atômica
56 u, não é classificado como metal pesado.
Os resíduos de metais pesados têm propriedades indesejáveis de
toxidez, corrosividade, reatividade, entre outras. A toxidez dos metais
deve-se ao fato de os organismos vivos não conseguirem eliminá-los
depois de absorvidos; assim, eles ficam depositados em alguma parte do
corpo, como nos ossos ou em células nervosas. Esse acúmulo provoca
uma série de complicações e doenças.
Uma forma de eliminar os metais pesados do organismo é o tratamento
com substâncias que reagem mais fortemente com eles do que
com as substâncias de nosso organismo. Um bom exemplo é o ácido
A utilização de panelas
etilenodiaminotetracético (EDTA), utilizado por formar sais muito estáveis com íons de
de alumínio pode ser
metais pesados, permitindo sua remoção de nosso organismo.
responsável por muitos
casos de doença de No Brasil, a contaminação por mercúrio tem causado muita preocupação. Esse
Alzheimer, por conta metal pesado é usado na purificação do ouro, por meio de um processo conhecido
da contaminação com como amalgamação, no qual o mercúrio adere ao ouro metálico, formando o amálgama.
Posteriormente, o amálgama é aquecido e o mercúrio é vaporizado, restando
átomos de alumínios nos
alimentos.
o ouro puro.
Essa forma de garimpo de ouro é extremamente poluidora, uma vez que o mercúrio
se acumula no ambiente sob diversas formas. Os peixes são os mais afetados, e seu consumo em áreas
de garimpo representa um perigo para a saúde humana e, principalmente, para mulheres gestantes. Fetos
podem sofrer teratogênese (malformações) e deficiências de desenvolvimento nervoso e motor quando as
mães alimentam-se desses peixes.
Essa contaminação poderia ser evitada caso fossem adotadas algumas práticas de tratamento da lama contaminada
e de vaporização do mercúrio em recipientes fechados, em que o mercúrio seria depois condensado. Com tais
práticas, o mercúrio seria reaproveitado, diminuindo o custo de extração e os problemas ambientais.
242

O quadro a seguir apresenta informações sobre os problemas causados a organismos
vivos por alguns metais que são liberados durante a degradação de pilhas e baterias.
CAPÍTULO
EFEITOS CAUSADOS À SAÚDE POR ALGUNS METAIS PESADOS
Metal Onde é encontrado Efeitos
mercúrio
cádmio
chumbo
• equipamentos e aparelhos elétricos de medição
• produtos farmacêuticos
• lâmpadas de neônio, fluorescente e de arco de mercúrio
• interruptores
• baterias/pilhas
• tintas
• amaciantes
• antissépticos
• fungicidas
• termômetros
• baterias/pilhas
• plásticos
• ligas metálicas
• pigmentos
• papéis
• resíduos de galvanoplastia
• tintas, como as de sinalização de rua
• impermeabilizantes
• anticorrosivos
• cerâmicas
• vidros
• plásticos
• inseticidas
• embalagens
• pilhas
Fonte: JARDIM, N. S. (Coord.) et al. Lixo municipal: manual de gerenciamento integrado. São Paulo: IPT/Cempre, 1995. p. 34.
Além da contaminação de mercúrio nos garimpos,
temos a contaminação pelo uso indevido em indústrias,
em consultórios odontológicos, entre outras. Nesse
sentido, é preciso tomar todo o cuidado com qualquer
manipulação do mercúrio metálico.
O descarte de materiais contendo mercúrio jamais
deve ser feito em lixo urbano, no solo ou na água, pois
ele poderá contaminar o meio.
• distúrbios renais
• distúrbios neurológicos
• efeitos mutagênicos
• alterações metabólicas
• deficiências nos órgãos sensoriais
• dores reumáticas e miálgicas
• distúrbios metabólicos levando à osteoporose
• disfunção renal
• perda de memória
• dor de cabeça
• irritabilidade
• tremores musculares
• lentidão de raciocínio
• alucinação
• anemia
• depressão
• paralisia
As fotos apresentam substâncias simples desses metais, mas os átomos
deles estão presentes nos materiais (citados acima) não na forma metálica.
Antônio Gaudério/Folhapress Eric Schrempp/PRI/Photo Researchers/Getty Images
Science Photo Library/Latinstock
Andraž Cerar/Shutterstock
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Nos garimpos, o mercúrio é utilizado desprezando-se
o grande risco à saúde humana e ao
meio ambiente.
243

PILHAS E ELETRÓLISE
Outra fonte de contaminação de metais pesados são indústrias que despejam seus efluentes, contendo elevadas
quantidades de metais pesados, em rios. O lixo urbano também pode ser fonte de poluição de metais
pesados devido à presença de pilhas e baterias.
O alumínio é outro metal cujo impacto sobre a saúde pública tem chamado a atenção de médicos e pesquisadores,
devido à hipótese de que ele provoque a doença de Alzheimer. A lenta contaminação de pessoas pode estar
sendo causada pela ingestão de alimentos preparados em panelas de alumínio ou acondicionados em embalagens
feitas com esse metal.
Como fazer o descarte de pilhas e baterias
Órgãos governamentais, entidades civis e organismos não governamentais têm debatido os problemas relacionados
ao descarte de pilhas e baterias na busca de possíveis soluções e formas de minimizar tais problemas.
Para isso, têm sido regulamentadas as quantidades de metais pesados que podem ser utilizadas em pilhas e
baterias, além, é claro, de seu descarte. Uma das resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama)
determina que pilhas e baterias que tenham cádmio, chumbo e mercúrio acima de determinados níveis, depois de
esgotadas, devem ser devolvidas aos locais de venda ou aos representantes das indústrias. Tais indústrias devem
proceder aos tratamentos adequados para que os resíduos não contaminem o ambiente.
Ainda segundo essa resolução, pilhas e baterias que atendam aos limites previstos na lei podem ser dispostas,
juntamente com os resíduos domiciliares, em aterros sanitários licenciados. Para isso, os fabricantes e importadores
devem identificar os produtos descritos, mediante o registro nas embalagens e, quando possível, nos produtos,
de símbolo que permita ao usuário distingui-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados (veja
ícones abaixo).
Ilustrações: Acervo da editora
De acordo com a resolução do Conama, pilhas que apresentam
esses ícones podem ser descartadas no lixo.
Essas são pilhas de zinco/manganês, alcalinas de manganês,
de níquel-hidreto metálico, de lítio, tipos miniaturas,
recarregáveis de íons etc.
De acordo com a resolução do Conama, pilhas que apresentam
esses ícones não podem ser descartadas no
lixo. Depois de esgotadas, essas pilhas devem ser devolvidas
ao vendedor, representante ou fabricante para
o descarte apropriado. Entre elas estão as baterias recarregáveis
de níquel-cádmio (Ni-Cd) e as baterias de
chumbo ácido.
244

Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
CAPÍTULO
1. Como o governo pode contribuir para a resolução dos problemas de contaminação do solo e das águas por tais pesados?
me-
2. Como a indústria de pilhas e baterias pode contribuir para eliminar ou diminuir a quantidade de metais pesados
presentes nesses produtos?
3. Proponha uma maneira viável de recolhimento de pilhas e baterias para não jogar esses materiais diretamente no lixo.
4. Qual é a importância dos metais para o nosso organismo?
5. Quais são os problemas ambientais provocados pelos metais pesados?
6. Identifique no texto os danos causados ao ser humano pela contaminação por metais.
7. Por que pilhas não devem ser descartadas indiscriminadamente junto com o lixo doméstico?
1
2
3
4
5
6
7
8
1 PILHAS ELETROQUÍMICAS
Em reações de oxidorredução há transferência de elétrons entre as espécies químicas.
Por isso, essas reações podem ser utilizadas para gerar eletricidade em sistemas
denominados pilhas eletroquímicas, ou simplesmente pilhas.
Nessas pilhas, parte da energia química armazenada nas ligações entre os átomos que
constituem as substâncias é utilizada para produção de corrente elétrica.
No passado, foram propostas diferentes explicações para justificar a ocorrência de corrente
elétrica. Para o médico e professor italiano Luigi Galvani [1737-1798], a corrente elétrica era característica
da natureza animal, pois foi observada, de diversas formas, em experimentos com rãs.
Atualmente, considera-se corrente elétrica como sendo o fluxo de carga elétrica em um condutor.
Assim, um raio que cai do céu ou se forma entre dois corpos atritados é uma corrente elétrica.
Para iniciar o estudo da produção de corrente elétrica em sistemas químicos, realize o experimento
a seguir.
AKG/Latinstock
Em 1786, ao dissecar uma
rã próxima de um gerador
eletrostático, Luigi Galvani
notou que as pernas da
rã sofriam fortes contrações.
Também observou esse fenômeno
quando rãs eram penduradas
em ganchos de cobre
que, ao serem balançados pelo
vento, tocavam uma estrutura
de ferro. Dessas observações,
desenvolveu sua teoria
de “eletricidade animal”.
Para Galvani, a eletricidade
observada na dissecação de
rãs era inerente aos animais.
245

PILHAS E ELETRÓLISE
Química na escola
Líquidos podem atacar metais?
Este experimento poderá ser feito em grupo, na sala de aula ou no laboratório.
Material
• 8 béqueres (ou copos de vidro)
• 1 esponja de palha de aço fina dividida em 4 pedaços
• 4 clipes metálicos
• água destilada (água para bateria)
• solução de sacarose 1 mol/L (açúcar)
• solução de cloreto de sódio 1 mol/L (NaCl)
• solução de sulfato de cobre 1 mol/L (CuSO 4 ∙ 5H 2 O)
Procedimento
Consulte as normas de segurança no
laboratório, na última página deste livro.
1. Marque os béqueres com os seguintes rótulos: 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a e 4b.
2. Coloque líquido em cada béquer, até a metade, de acordo com a numeração:
1 – água destilada; 3 – solução de cloreto de sódio;
2 – solução de sacarose; 4 – solução de sulfato de cobre.
3. Desenhe em seu caderno uma tabela como a seguinte.
Líquido
Palha de aço
Clipes
antes depois antes depois
1. Água destilada z z z z z z z z z z z z z z z z
2. Açúcar aquoso z z z z z z z z z z z z z z z z
3. NaCl aquoso z z z z z z z z z z z z z z z z
4. CuSO 4 aquoso z z z z z z z z z z z z z z z z
4. Em cada recipiente com a letra a coloque um pedaço da palha de aço e nos recipientes com a letra b, um clipe. Observe
e anote características dos líquidos e dos sólidos nas colunas antes.
5. Observe por 20 minutos e anote características dos líquidos e dos sólidos nas colunas depois.
Destino dos resíduos
1. Os materiais líquidos dos béqueres 1, 2 e 3 desta atividade podem ser descartados no sistema de coleta de esgoto
e os resíduos sólidos, no lixo.
2. O material líquido do béquer 4 deve ser acondicionado em embalagem compatível, limpa e à prova de vazamento, para
ser reutilizado em outras atividades práticas. O resíduo sólido deste béquer deve ser descartado no lixo.
Análise de dados
1. Em quais sistemas houve variação de características?
2. Como você pode explicar microscopicamente as alterações observadas?
3. Como você justifica as diferenças observadas entre os sistemas?
4. O que têm em comum os líquidos que se modificaram e os líquidos nos quais não se observaram modificações?
246

As pilhas produzem energia elétrica a partir da energia das ligações
químicas das substâncias que constituem os eletrodos. A corrente
elétrica é o fluxo de cargas elétricas através de um condutor.
A geração de corrente elétrica em pilhas eletroquímicas
se dá pela montagem de dispositivos envolvendo sistemas
de reações de oxidorredução. Nessas reações, as substâncias
oxidadas e reduzidas são separadas para que os elétrons
transferidos passem por algum circuito elétrico. Dessa forma,
a reação que ocorre em eletrodo fornece elétrons para
a reação que ocorre no outro eletrodo, de forma que esse
fluxo de elétrons possa ser utilizado para produzir trabalho
ou outra forma de energia (luz, calor, som etc).
A primeira pilha eletroquímica foi inventada, em 1800,
pelo físico e professor universitário italiano Alessandro
Giuseppe Antonio Anastasio Volta [1745-1827].
Utilizando placas de zinco e prata, empilhadas de forma
alternada e separadas por pedaços de papelão embebidos em
solução ácida, unidas por um arco de metal, Volta conseguiu produzir corrente elétrica.
Posteriormente, Volta montou diversos sistemas químicos para produzir eletricidade. Além
disso, vários tipos de pilhas foram desenvolvidos por diversos cientistas, mas somente anos
mais tarde foi possível uma compreensão mais clara do processo químico ocorrido nas pilhas.
Vamos, agora, começar a estudar esse processo, analisando o ocorrido nos suprimentos
realizados.
O sulfato de cobre pentaidratado (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) é um sal azul e sua solução também
é azul. A intensidade da cor da solução depende da concentração do sal. Quando a cor da
solução se torna mais clara, temos um indício de que a concentração do sal está diminuindo.
Como você já sabe, o cobre metálico é avermelhado. No entanto, ele pode adquirir
cor marrom quando está finalmente disperso em água.
Essas duas observações são constatações macroscópicas de alterações de alguns sistemas.
Como explicar microscopicamente essas alterações?
Podemos presumir que a concentração dos íons cobre está diminuindo, ao mesmo tempo
em que se forma cobre metálico. Isso pode ocorrer se íons cobre receberem elétrons, formando
átomos neutros de cobre. Essa reação pode ser representada pela equação química:
Pense
Cu 2+ (aq) + 2 e – ( Cu(s)
solução azul
precipitado vermelho
A pilha de Volta era formada
por um disco de cobre;
sobre ele, um disco de
feltro embebido em ácido
sulfúrico diluído em água;
depois, um disco de zinco; e
assim sucessivamente. Esses
discos eram colocados
um sobre o outro de maneira
a formar uma pilha.
De onde vêm os elétrons recebidos pelos íons cobre? Por que em alguns sistemas do experimento realizado não observamos alterações?
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Embora não consigamos perceber facilmente, quando há formação de cobre metálico, ocorre
também a corrosão do metal, palha de aço ou do clipe, que está mergulhado na solução.
No caso da palha de aço, o ferro passa do metal para a solução. Essa reação pode ser
representada pela equação:
Fe(s) ( Fe 2+ (aq) + 2 e –
No caso do clipe, a reação acontece com a camada de zinco que o recobre. Esse zinco
metálico é oxidado, formando íons zinco em solução. Essa reação pode ser representada
pela equação química:
Zn(s) ( Zn 2+ (aq) + 2 e –
247

PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti
Fotos: Hely Demutti
A análise das alterações do
sistema, solução de sulfato
de cobre/palha de
aço, indica a ocorrência de
reação química.
Se colocarmos um pedaço
de cobre em uma
solução de nitrato de
prata, observaremos
que a prata se precipitará
como metal e a barra
de cobre será corroída,
conferindo uma coloração
azul à solução.
Como podemos observar pelas equações, a corrosão do zinco e a do ferro liberam elétrons.
Já na equação de formação do cobre metálico, a partir de íons em solução, constatamos
que há consumo de elétrons.
Como já vimos, essas reações de oxidorredução ocorrem simultaneamente, ou seja,
à medida que alguns átomos se oxidam, outros se reduzem. Por isso, cada uma das
reações indicadas anteriormente é denominada semirreação. Combinando-se então as
semirreações, temos o processo global. Vamos ver como isso ocorre para cada um dos
dois processos: o da oxidação da palha de aço e o da oxidação do clipe.
1. Oxidação da palha de aço:
Semirreação 1: Cu
2+ (aq) + 2 e – ( Cu(s)
Semirreação 2:
Fe(s)
( Fe 2+ (aq) + 2 e –
Reação global: Cu 2+ (aq) + Fe(s) + 2 e
– ( Cu(s) + Fe 2+ (aq) + 2 e –
Simplificando, Cu 2+ (aq) + Fe(s) ( Cu(s) + Fe 2+ (aq)
2. Oxidação do clipe:
Semirreação 1: Cu
2+ (aq) + 2 e – ( Cu(s)
Semirreação 2:
Zn(s)
( Zn 2+ (aq) + 2 e –
Reação global: Cu 2+ (aq) + Zn(s) + 2 e
– ( Cu(s) + Zn 2+ (aq) + 2 e –
Simplificando: Cu 2+ (aq) + Zn(s) ( Cu(s) + Zn 2+ (aq)
As equações finais simplificadas são chamadas equações globais das transformações
observadas. As equações iniciais de oxidação e de redução, isoladamente, são denominadas
equações de semirreação.
As equações globais nos indicam que o zinco e o ferro são os agentes redutores e o
cobre é o agente oxidante. Essas reações são espontâneas porque ocorrem sem a necessidade
de energia externa. Já as reações inversas – cobre se oxidando e ferro ou zinco
sendo reduzidos – não são espontâneas.
Concluímos, então, que o cobre metálico tem menor tendência de se oxidar do que o
ferro e o zinco metálicos. Da mesma forma, os íons Fe 2+ e Zn 2+ têm menor tendência de se
reduzir que os íons Cu 2+ . Se montarmos um sistema substituindo o ferro por zinco, observaremos
comportamento similar.
Metais mergulhados em solução de íons de outro metal formam sistemas que podem
produzir eletricidade se ligados a outros sistemas, de modo que um ceda elétrons e o outro
os receba. Esses sistemas metal/solução podem ser preparados a partir de soluções ou de
outros sistemas, como nas fotos a seguir. Para saber quando essas reações ocorrem, os
químicos estabeleceram medidas que vão ser discutidas mais adiante.
Observe, na foto I, que houve precipitação de prata na solução e a lâmina de cobre
ficou corroída. Por isso, concluímos que ocorreu uma reação de oxidorredução. Na foto II,
observa-se que não houve alteração nem na solução nem na lâmina de prata. Concluímos,
assim, que não houve reação.
Pense
Será que o cobre pode ser oxidado em solução de algum outro cátion?
I
II
Se fizermos diferentes combinações de metais e soluções, observaremos
que quando um metal A reage com o íon B m+ de uma solução,
o metal B não reage com uma solução contendo íons A n+ .
248

Material Solução de AgNO 3 Solução de CuSO 4 Solução de ZnCl 2 Solução de Fe(NO 3 ) 2
Pedaço
de prata
Pedaço
de cobre
Fotos: Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Pedaço de zinco
Pedaço de ferro
Diferentes metais, quando colocados em soluções de cátions de outros metais, podem ou não levar a reações de oxidorredução.
Logo, você saberá como prever a ocorrência ou não de reação.
2 A PILHA DE DANIELL
Pense
Como funciona uma pilha?
A
resposta a essa questão pode ser mais ou menos complexa, dependendo
da pilha em estudo. Para entendermos com mais facilidade, vamos
estudar o funcionamento da “pilha de Daniell”, uma das primeiras e mais simples
pilhas, desenvolvida pelo químico inglês John Frederic Daniell [1790-1845].
A pilha de Daniell é montada a partir de dois eletrodos:
1. Uma placa de cobre mergulhada em uma solução de sulfato de cobre
1 mol/L;
2. Uma barra de zinco mergulhada em uma solução de sulfato de zinco
1 mol/L.
De acordo com o modelo de ligação metálica, nos metais existem elétrons
livres que se movimentam entre os átomos. As soluções que contêm íons
O químico e meteorologista inglês John
Frederic Daniell ficou famoso por
inventar a pilha que leva o seu nome,
tendo como grande mérito a substituição
de soluções ácidas (perigosas e tóxicas)
por soluções salinas.
SPL/Latinstock
249

PILHAS E ELETRÓLISE
J. Yuji Center of Instructional Technology, Londres
Modelo da pilha construída
por Daniell.
CuSO 4 1 mol/L
também permitem a movimentação de elétrons. Quando isso acontece, íons de Cu
2+ pre-
sentes na solução recebem elétrons – são reduzidos – e depositam-se na chapa de cobre.
Consequentemente, a massa de cobre metálico (Cu) aumenta e a concentração de
íons Cu 2+ diminui na solução. Simultaneamente, átomos de zinco (Zn) da chapa perdem
elétrons – são oxidados – e transformam-se em íons Zn
2+ . Consequentemente, a placa de
zinco é desgastada (corroída) e a concentração de íons Zn
2+ aumenta.
No processo global os elétrons de átomos de zinco de uma cela unitária são transferidos,
através do fio de cobre que une as duas placas, para os íons de cobre da outra cela
unitária. A passagem de elétrons de uma cela para a outra pelo fio de cobre produz uma
corrente elétrica que pode, por exemplo, acender uma lâmpada.
Com essa passagem de elétrons, a solução de cobre diminui a quantidade de cátions
na solução enquanto, na solução de zinco, a concentração de cátions aumenta, provocando
um desequilíbrio de cargas nas duas, que tende a interromper o
funcionamento da pilha. Para evitar que isso ocorra, é preciso que haja
um movimento de íons entre as soluções de forma a mantê-las sempre
neutras. Isso é resolvido conectando as duas soluções por meio de uma
solução eletrolítica – normalmente solução aquosa de cloreto de potássio
1 mol/L – em um tubo fechado com algodão nas extremidades. Esse
tubo, chamado de ponte salina, permite que íons migrem de uma so-
lução para a outra, mantendo-as neutras e possibilitando a continuidade
das reações de oxidorredução dos metais. Ou seja, mantendo a pilha em
funcionamento. A ponte salina também pode ser substituída por uma
ZnSO 4 1 mol/L membrana porosa permeável a íons.
Na pilha de Daniell,
quando as celas estão isoladas,
não ocorre reação
química, mas quando adequadamente
conectadas,
a reação química acontece
numa rapidez moderada e
constante.
J. Yuji
Esquema dos processos químicos da pilha de aniell
parede porosa
Na pilha de Daniell, a chapa
de zinco, ao se oxidar, libera íons
Zn 2+ para a solução e elétrons que
se movimentam em direção à placa
de cobre. Na placa de cobre,
os íons Cu 2+ da solução se reduzem,
depositando-se na chapa na
forma metálica. Com a diminuição
de cátions (Cu 2+ ) na solução
da direita, o excesso de ânions
(SO 4 2– ) migra para o lado esquerdo,
que teve um aumento de cátions
com a liberação de Zn 2+ .
Representação de células eletroquímicas
Atualmente, existe uma diversidade de pilhas muito grande. Elas podem variar em diferentes
aspectos: forma, tamanho, capacidade de carga, sistemas de oxidação e redução etc.
As pilhas eletroquímicas, denominadas células eletroquímicas, consistem de dois
eletrodos: um chamado de anodo (ou ânodo) e outro, de catodo (ou cátodo). No catodo,
ocorre a redução dos cátions; no anodo, a oxidação do metal. Veja, então, na figura
a seguir a representação completa de uma célula eletroquímica.
O anodo e o catodo são separados por membranas semiporosas que permitem
a passagem de íons entre eles. Essas membranas variam de acordo com o modelo
250

da pilha. Uma forma alternativa à ponte salina é utilizar uma
membrana como, por exemplo, uma vela de filtro. Dentro da
vela, que teve seu acabamento de plástico retirado, coloca-se
um metal e sua solução. Esse conjunto é imerso em um recipiente
contendo o outro metal com sua solução. A cerâmica
da vela é permeável à passagem dos íons, permitindo o cionamento da pilha.
O funcionamento de qualquer pilha é determinado pelo
fluxo de elétrons entre os eletrodos. Os elétrons são gerados
no anodo, a partir da semirreação de oxidação, e percorrem o
circuito externo até o catodo, sendo transferidos na semirreação
de redução para o íon que é oxidado. A quantidade de elétrons
produzida no anodo deve ser igual à quantidade consumida
funno
catodo.
Vamos considerar uma pilha construída a partir de prata e
cobre. Como a prata é um metal mais nobre, seus íons vão ser
reduzidos, enquanto o cobre é oxidado. As semirreações são:
Cu 0 (s) ( Cu 2+ (aq) + 2 e –
Ag + (aq) + e – ( Ag 0 (s)
Para equilibrar a quantidade de elétrons nos dois eletrodos,
é necessário multiplicar a equação da segunda semirreação por
dois. Somando-as a seguir, temos:
Cu 0 (s) + 2Ag + (aq) ( Cu 2+ (aq) + 2Ag 0 (s)
A equação nos fornece algumas informações sobre a pilha que podem ser obtidas em
outro tipo de notação. Geralmente, utiliza-se uma representação específica para pilhas,
como a apresentada a seguir para a pilha de cobre-prata.
Representação da célula eletroquímica
Em uma célula eletroquímica, ocorrem reações de oxidorredução,
ou seja, as chamadas semirreações ou semicelas,
compostas por uma placa do metal mergulhada em
sua solução. Na semicela de zinco, ocorre a oxidação do
Zn, e na semicela de cobre, ocorre a redução dos íons Cu 2+ .
Excesso de cargas negativas dos ânions SO 2– 4 da semicela
da direita migram pela ponte salina para a semicela da
esquerda em que há excesso de cátions Zn 2+ . Esse movimento
de cargas pela ponte salina fecha o circuito elétrico.
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Representação esquemática da pilha de cobre-prata
Cu(s)
Cu 2+ (aq)
Ag + (aq)
Ag(s)
anodo
eletrodo
anodo
eletrlito
catodo
eletrlito
catodo
eletrodo
As espécies de cada semirreação presentes em cada eletrodo são separadas por um
traço vertical ou uma barra. Um traço vertical também separa o anodo do catodo. Quando
a separação dos eletrodos na pilha é feita por uma ponte salina, utilizam-se dois traços.
O anodo é representado à direita. Nele, primeiro representa-se a fase sólida – metal
– separada do eletrólito por uma linha. No catodo, as fases também são separadas por
uma linha, mas primeiro representa-se o eletrólito.
Nos dois casos, a ordem é dada pelo sentido da reação: no anodo, o metal é oxidado,
formando íons; no catodo, íons são reduzidos a metal.
Você pode montar uma
pilha mais simples que
a de Daniell, utilizando
uma batata (ou frutas,
legumes, tubérculos e
outras partes de vegetais
que tenham água e sais),
pedaços de fio de cobre
e clipes. Depois, teste
sua pilha conectando-a a
uma calculadora ou a um
relógio digital.
Hely Demutti
251

Potencial-padrão de redução
Pense
Como prever se determinado metal vai ser oxidado ou reduzido em uma pilha?
PILHAS E ELETRÓLISE
Na pilha estudada anteriormente, o cobre foi oxidado quando ligado ao eletrodo de
prata, embora tenha se reduzido quando ligado ao eletrodo de zinco. Como saber o que
ocorrerá em cada situação?
A tendência de doar ou receber elétrons de um metal depende do outro ao qual está
ligado: é relativa. O ferro, por exemplo, se oxida facilmente, mas o ouro e a prata são metais
nobres que dificilmente se oxidam. Já os metais sódio e potássio se oxidam com tanta
facilidade que reagem violentamente com água, produzindo hidróxido e gás hidrogênio.
Por isso, para saber se um metal será oxidado ou se seus íons serão reduzidos, em uma
pilha, é necessário saber qual o outro metal presente na pilha.
SÉRIE DE REATIVIDADE DOS METAIS
O quadro ao lado apresenta a ordem de facilidade de oxidação de alguns
metais. No caso, considera-se que um metal é mais reativo que o ou-
K *( K +
+ e –
tro quando ele tem maior tendência a doar elétrons.
Ba *( Ba 2+ + 2e – A quantidade de corrente elétrica produzida em uma célula eletroquímica
depende dos metais que formam os eletrodos.
Ca *( Ca 2+ + 2e –
Certamente, uma célula formada por um metal com muita facilidade de se
Na *( Na + + e –
oxidar, combinada com um eletrodo de metal com muita facilidade de se reduzir,
Mg *( Mg 2+ + 2e –
produzirá uma corrente elétrica maior que a gerada por uma pilha eletroquímica
Al *( Al 3+ + 3e – com eletrodos de metais com baixa tendência de se oxidar e se reduzir.
A capacidade relativa de uma espécie química de reduzir ou de oxidar
Zn *( Zn 2+ + 2e –
é definida a partir de escalas de potencial de redução ou potencial de oxidação.
Os valores dessas duas escalas são iguais em módulo, mas diferem
Cr *( Cr 3+ + 3e –
Fe
Ni
*(
*(
Fe 2+
Ni 2+ + 2e –
+ 2e –
no sinal, visto que as reações são inversas. Por exemplo:
Li + (aq) + e – ( Li(s) E 0 –3,05 V
Sn *( Sn 2+ + 2e –
Li(s) ( Li + (aq) + e – E 0 +3,05 V
Pb *( Pb 2+ + 2e –
Daí, podemos constatar que quanto maior for a capacidade de uma espécie
H 2 *( 2H + + 2e – química doar elétrons, maior será o seu potencial de oxidação. O melhor exemplo
desse caso é o potássio (K), que tem grande tendência a doar elétrons, sendo,
Cu *( Cu 2+ + 2e –
portanto, um forte redutor. Por isso, na tabela anterior, poderia ser colocada uma
Ag *( Ag + + e –
seta apontando para baixo, de modo a indicar a facilidade de redução dos íons.
Hg *( Hg 2+ + 2e –
Da mesma forma, quanto maior for a capacidade de uma espécie
química para receber elétrons, maior será seu potencial de redução.
Au *( Au 3+ + 3e –
Consequentemente, mais oxidante será a espécie. Como exemplo, temos o
Observe no quadro que a
tendência dos metais
de se oxidar é dada de
ouro, metal considerado nobre devido ao fato de dificilmente se oxidar.
Geralmente, a indicação de potencial de redução é mais utilizada. A medida dos potenciais
das diferentes espécies químicas é feita em relação a um padrão definido. Por
baixo para cima, comparados
com o hidrogênio. hidrogênio (H 2 ), representada pela equação:
convenção, toma-se como referência a reação de redução de íons hidrogênio (H + ) ao gás
2H + (aq) + 2 e – ( H 2 (g)
Facilidade de oxidação
***********************(
O potencial de redução dos íons hidrogênio é convencionado como sendo igual a zero,
quando a concentração do íon em solução é igual a 1 mol/L e a pressão do gás é 100000 Pa.
O eletrodo padrão de hidrogênio, utilizado em medidas práticas de laboratório, é constituído
por um recipiente contendo uma placa de platina mergulhada numa solução de
252

J. Yuji
íons de H + a 1 mol/L, a 25 °C, na qual borbulha-se gás
hidrogênio a uma pressão de 100 kPa (1 atm – pressão
padrão). O esquema abaixo mostra essa situação.
Eletrodo padrão de hidrogênio
A representação esquemática do eletrodo de hidrogênio serve
de referência para os demais. Seu potencial de redução é, por
convenção, igual a zero.
O potencial-padrão de redução, representado
por E 0 red, para os demais sistemas é determinado medindo-se
a diferença de potencial elétrico – ddp – ou
simplesmente potencial, da pilha formada pelo eletrodo
em questão e o eletrodo de hidrogênio.
A unidade de medida utilizada para expressar o potencial
de redução de um eletrodo ou pilha é o volt,
cujo símbolo é V. O quadro ao lado apresenta os dados
de potenciais de redução de algumas substâncias e íons
em condições padrão (t = 25 °C, P = 100000 Pa e concentração
igual a 1 mol/L).
Observe na tabela que as espécies químicas abaixo
do hidrogênio apresentam potencial positivo. Isso significa
que essas espécies têm maior tendência a reduzir
do que a do hidrogênio. Já as espécies com potencial
negativo têm maior tendência a se oxidar, em relação
ao hidrogênio.
Cuidado! Algumas tabelas podem apresentar valores
de potencial de oxidação que são iguais numericamente,
mas com sinal invertido. Quando você tiver dúvida
sobre quais oxidam ou reduzem, observe o sentido da
reação que é apresentada na tabela. Outra dica boa é
considerar o ouro e o potássio como referências: o ouro
é um metal nobre por dificilmente se oxidar; o potássio
reage violentamente com a água e, naturalmente, só é
encontrado na forma de cátion.
POTENCIAIS-PADRÃO DE REDUÇÃO DE ALGUMAS
SOLUÇÕES E ÍONS EM CONDIÇÕES PADRÃO
Semirreação
e°(V)
Li + (aq) + e – ( Li(s) –3,05
K +
(aq) + e – ( K(s) –2,93
Ba 2+ (aq) + 2 e – ( Ba(s) –2,91
Ca 2+ (aq) + 2 e – ( Ca(s) –2,87
Na + (aq) + e – ( Na(s) –2,71
Al 3+ (aq) + 3 e – ( Al(s) –1,66
2H 2 O + 2 e – ( H 2 (g) + 2OH – (aq) –0,83
Zn 2+ (aq) + 2 e – ( Zn(s) –0,76
Fe 2+ (aq) + 2 e – ( Fe(s) –0,44
PbS0 4 (s) + 2 e – ( Pb(s) + SO 2– 4 (aq) –0,36
Ni 2+ (aq) + 2 e – ( Ni(s) –0,23
Pb + (aq) + 2 e – ( Pb(s) –0,13
2H + (aq) + 2 e – ( H 2 (g) 0,00
Cu 2+ (aq) + e – ( Cu + (aq) +0,16
SO 4 2– (aq) + 4H + (aq) + 2 e – ( SO 2 (g) + 2H 2 0 +0,20
AgCl(s) + e – ( Ag(s) + Cl – (aq) +0,22
Cu 2+ (aq) + 2 e – ( Cu(s) +0,34
MnO 4 – (aq) + 2H 2 O + 3 e – ( MnO 2 (s) + 4OH – (aq) +0,60
O 2 (g) + 2H + (aq) + 2 e – ( H 2 O 2 (aq) +0,68
Fe 3+ (aq) + e – ( Fe 2+ (aq) +0,77
Ag + (aq) + e – ( Ag(s) +0,80
NO 3 – (aq) + 4H + (aq) + 3 e – ( NO(g) + 2H 2 O +0,96
Br 2 (l) + 2 e – ( 2 Br – (aq) +1,09
O 2 (g) + 4H + (aq) + 4 e – ( 2H 2 O +1,23
Cr 2 O 7 2– (aq) + 14H + (aq) + 6 e – ( 2Cr 3+ (aq) + 7H 2 O +1,33
MnO 4 – (aq) + 8H + (aq) + 5 e – ( Mn 2+ (aq) + 4H 2 O +1,51
PbO 2 (s) + 4H + (aq) + S0 4 2– (aq) + 2 e – ( PbSO 4 (s) + 2H 2 O +1,70
Fonte: ATKINS, Peter; PAULA, Julio de. Físico-Química. 3d. São Paulo: LTC Ed., 2003, vol. 1.
Para todas as semirreações a concentração das espécies dissolvidas é 1 mol/L e a pressão dos
gases é 100000 Pa.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
253

Pense
3 POTENCIAL ELÉTRICO DAS PILHAS
Por que existem vários tamanhos e modelos de pilha? Como se determina o potencial elétrico de uma pilha?
PILHAS E ELETRÓLISE
J. Yuji
Galeria Nacional de Retratos, Londres
Hely Demutti
A diferença de potencial
entre os polos de uma
pilha normal é de 1,5 V.
Os valores negativos indicam
os potenciais elétricos
em relaçao à Terra.
O
potencial elétrico de uma pilha corresponde a sua capacidade de deslocar elétrons
através de um circuito fechado externo que pode realizar trabalho. Essa capacidade
é denominada potência da pilha ou diferença de potencial (ddp) entre os polos.
O potencial elétrico é dado em volts (V) e corresponde ao trabalho, em joules (J), necessário
para deslocar uma carga, em coulombs (C).
Logo, temos que: 1 V = 1 J/C.
Era comum se referir ao potencial elétrico de uma pilha como sendo sua força eletromotriz
(fem), ou seja, a capacidade de provocar movimento por meio da eletricidade, mas
essa denominação não é mais usada.
Além da diferença de potencial elétrico nas pilhas, há outro fator importante: sua potência.
A potência de uma pilha determina sua capacidade de realizar trabalho em condições
padrão. A potência (P) de uma pilha é dada pelo produto de seu potencial elétrico
(V) e sua capacitade de fornecer corrente elétrica (C
⋅ s –1 ). A unidade de potência é watt,
cujo símbolo é W.
Um carro esportivo como esse Porsche Carrera 911 GT tem motor
com potência igual a 605 cavalos (605 hp ou 461 kW). Em física,
quanto maior a potência, maior a capacidade de realizar trabalho.
Em homenagem a James
Watt [1736-1819], cientista escocês,
a unidade de medida de
potencia é denominada watt.
P = V ⋅ C
P = J ⋅ C –1 ⋅ C ⋅ s –1
P = J ⋅ s –1 = W
Quando uma pilha opera sob condições-padrão, seu potencial elétrico depende da
natureza química dos reagentes e dos produtos. Os fatores que determinam esse
potencial elétrico são:
• a natureza dos eletrodos (reagentes);
• a concentração das soluções empregadas;
• a área dos eletrodos utilizados;
• a temperatura na qual a pilha funciona.
As pilhas e baterias são geradores químicos portáteis
de duração limitada. Existem pilhas que possuem o mesmo
potencial, mas são de tamanhos diferentes, como as
pilhas de 1,5 V. A diferença entre essas pilhas está na potência
que fornecem. Por isso, uma potente lanterna pode
não acender adequadamente utilizando pilhas diferentes
das recomendadas. Se você usar pilhas pequenas em vez
de pilhas grandes, o tempo de funcionamento do aparelho
poderá ser muito menor do que com a outra pilha.
O potencial elétrico de uma pilha pode ser determinado
de duas maneiras básicas: experimentalmente, por meio
de um aparelho chamado voltímetro, ou teoricamente,
por meio de cálculos a partir dos potenciais das semirreações
envolvidas.
Portanto, você pode medir o potencial elétrico de pilhas
com um voltímetro ou um multímetro (aparelho que mede
diversas grandezas relacionadas à eletricidade). Se você tiver
254

um disponível, faça alguns testes, mas com cuidado. Você não pode, por exemplo, medir
o potencial elétrico de uma tomada de 110 V com a escala de 5 V.
Para saber o potencial elétrico de pilhas por meio de cálculos, você irá utilizar tabelas
com valores de potenciais-padrão de redução, como a apresentada na página 253.
O potencial-padrão da pilha será a diferença entre os potenciais de seus eletrodos.
Por convenção, o potencial elétrico de uma pilha (∆E 0 ) é dado pelo potencial elétrico do
catodo – onde ocorre a redução – subtraído do potencial elétrico do anodo – onde ocorre
a oxidação. Matematicamente, o potencial-padrão ou potencial da pilha é dado por:
∆E 0 = E 0 (catodo) – E 0 (anodo)
Como é possível constatar pela equação anterior, o que determina o potencial elétrico
de uma pilha não são os valores absolutos dos potenciais elétricos de seus eletrodos,
mas, sim, a diferença entre eles.
Veja como se calcula a diferença de potencial elétrico de uma pilha, utilizando como
exemplo a pilha de Daniell, representada a seguir.
Zn(s) | Zn 2+ (aq) || Cu 2+ (aq) | Cu(s)
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
De acordo com a equação anterior, temos:
∆E 0 = (E 0 catodo) – (E 0 anodo)
∆E 0 = (E 0 Cu) – (E 0 Zn)
∆E 0 = (+0,34 V) – (–0,76 V)
∆E 0 = +1,10 V
Outra forma utilizada para calcular o potencial de uma pilha é somar suas semirreações
com seus respectivos valores de potencial. Nesse caso, teremos:
Zn 0 (s) ( Zn 2+ (aq) + 2 e – E 0 ox = +0,76 V
Cu 2+ (aq) + 2 e – ( Cu 0 (s) E 0 red = +0,34 V
Zn 0 (s) + Cu 2+ (aq) ( Zn 2+ + Cu 0 (s) ∆E 0 = +1,10 V
Note que, como a semirreação do zinco foi invertida
para se obter a equação de oxidação, o sinal de seu
potencial também foi invertido. Dessa forma, obtém-se
o mesmo valor calculado anteriormente.
A potência também é uma grandeza importante a
ser utilizada na medição do desempenho de aparelhos
elétricos ou máquinas. Quanto menor a potência, menor
o trabalho desenvolvido pelo aparelho, o que pode
significar uma menor eficiência, conforme o que se tende do
preaparelho.
Hely Demutti
O potencial elétrico de uma célula eletroquímica
é medido com um multímetro, que indica a ddp
da pilha.
255

PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti
Ao escolher qualquer aparelho elétrico, é importante considerar sua eficiência, ou
seja, o aproveitamento da energia consumida. Lâmpadas incandescentes, por exemplo,
transformam apenas cerca de 10% da energia consumida em energia luminosa – rendimento
luminoso de 10%. Parte da energia restante é dissipada na forma de calor, fazendo com
que tais lâmpadas sejam utilizadas como fonte de calor em chocadeiras. Já as lâmpadas
fluorescentes apresentam maior eficiência. Elas têm um rendimento médio de 40%, o
que implica um aproveitamento quatro vezes maior da energia consumida, em relação às
lâmpadas incandescentes.
Equipamentos que
apresentam melhor
desempenho energético
em sua categoria recebem
selos de eficiência
energética. O selo
Procel de conservação
de energia elétrica
é concedido a equipamentos
domésticos e
o Conpet, a aparelhos
domésticos a gás.
Hely Demutti
Hely Demutti
A busca por aparelhos ou dispositivos mais
econômicos reflete uma preocupação mundial
com a conservação do planeta. As lâmpadas
de led são uma opção que começa
a conquistar espaço no mercado. No caso
das lanternas, elas já são uma realidade.
Na venda de eletrodomésticos é obrigatória a apresentação
de informações relacionadas ao seu consumo e
eficiência energética. A classificação vai de A a E.
O que possui etiqueta A é o mais eficiente; em decorrência,
a letra E indica produtos de baixa eficiência.
Hely Demutti
Hely Demutti
lâmpada fluorescente
lâmpada incandescente
Uma lâmpada fluorescente de 25 W ilumina tanto quanto uma lâmpada incandescente de 100 W, que consome quatro vezes
mais energia que a primeira.
256

Exercícios
J. Yuji
1. O que se entende por pilha?
2. Como surgiu o termo “pilha”?
3. De que trata a eletroquímica?
4. Qual é a aplicação prática do conhecimento das vidades químicas dos metais?
reati-
5. Consulte o quadro da série de reatividade dos metais
e indique que elemento de cada par é mais reativo.
a) Ag ou Al. b) Na ou Ba. c) Ni ou Cu.
6. Ao colocar um pedaço de palha de aço em uma solução de
sulfato de cobre, um aluno percebeu que o material ficara
de cor avermelhada e falou para os colegas: a palha de aço
enferrujou. Explique qual o erro conceitual dessa frase.
7. Observando o esquema da pilha abaixo, consulte a
tabela de potenciais e responda aos itens abaixo:
ZnSO 1 AgNO 3
a) Qual é a lâmina que sofrerá oxidação?
b) Qual é o sentido de deslocamento dos elétrons?
c) Qual lâmina ficará mais grossa, após certo tempo
de funcionamento da pilha?
d) Com o tempo, como ficará a lâmina de prata?
e) Qual o eletrodo que cede elétrons?
f) Quais os íons que estarão presentes no eletrodo de zinco?
g) Qual é a finalidade da ponte salina?
8. A vida de uma pilha na qual as duas semirreações são:
Zn 0 /Zn 2+ e Cu 2+ /Cu 0 pode ser aumentada usando-se:
a) um eletrodo maior de zinco.
b) um eletrodo maior de cobre.
c) uma solução de sulfato de cobre II mais diluída.
d) uma solução de sulfato de zinco mais concentrada.
e) uma ponte salina entre as soluções.
9. No laboratório, o professor mergulhou pedaços de zinco,
ferro e cobre sólidos numa solução de nitrato de
prata. Com base na série de reatividades dos metais,
explique o que pode acontecer.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
10. Para estocar solução de nitrato de níquel II, o dono
de uma indústria dispõe de um tanque de ferro, um
de chumbo e mais dois: um revestido de estanho, e
outro de zinco. Quais tanques podem ser utilizados
para a estocagem?
11. Consulte o quadro da série de reatividade de metais e
julgue os itens abaixo, marcando C para os corretos e
E para os errados:
1) O elemento bário é mais ativo que o cobre.
2) O elemento cobre é mais ativo que o níquel.
3) Ao mergulhar um fio de aço numa solução de cloreto
de estanho, observa-se a formação de cristais
de estanho sobre o fio de aço.
4) Ao mergulhar uma fita de zinco numa solução de
nitrato de chumbo, observa-se a formação de cristais
de zinco dispersos na solução.
12. Um experimento bastante interessante consiste em
mergulhar um fio limpo de cobre metálico, dobrado
no formato de um pinheiro, numa solução incolor de
nitrato de prata (AgNO 3 ). Após algum tempo, observa-se
a formação de cristais, sob a forma de agulhas
esbranquiçadas sobre o fio de cobre. Simultaneamente,
observa-se que a solução, inicialmente incolor,
adquire a coloração azul. A respeito desse assunto
julgue os itens, marcando C para os corretos e E para
os errados:
1) Ao mergulhar o fio de cobre na solução de nitrato
de prata, forma-se um depósito de prata metálica
sobre o fio.
2) O fenômeno observado evidencia que a prata é
mais reativa que o cobre.
3) O cobre estará espontaneamente transferindo os
seus elétrons para a prata conforme a equação:
Cu 0 (s) +2Ag + (aq) # Cu 2+ (s) + 2Ag 0 (aq)
4) No experimento observado, o elemento que se reduz
é a prata e o elemento que se oxida é o cobre.
13. Explique o que são as meias-células em uma pilha.
14. Em uma célula galvânica, a oxidação ocorre no anodo ou
no catodo? O catodo é o eletrodo positivo ou o negativo?
15. Qual é a finalidade da ponte salina em algumas pilhas
voltaicas?
16. Em relação ao uso das pilhas, a que conclusão, do
ponto de vista químico, podemos chegar quando a sua
voltagem for igual a zero?
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
257

PILHAS E ELETRÓLISE
17. (Unifei-MG) A reação que descreve a célula eletroquímica
(galvânica), mostrada na figura abaixo, é:
Dados:
Semirreação
E 0 (mV)
Cu 2+ + 2e – ( Cu +0,52
Ag + + e – ( Ag +0,80
Fio condutor
Ponte salina
CuSO 4
AgNO 3
a) Cu 2+ (aq) + Ag + (aq) ( Cu(s) + Ag(s)
b) Cu 2+ (aq) + 2Ag + (s) ( Cu(s) + 2Ag + (aq)
c) Cu(s) + Ag + (aq) ( Cu 2+ (aq) + Ag(s)
d) Cu(s) + 2Ag + (aq) ( Cu 2+ (aq) + 2Ag(s)
18. Um dos tipos de pilha alcalina muito utilizados nos dios portáteis contém íons Hg 2+ , que são reduzidos a
rámercúrio
metálico quando a pilha está sendo descarregada.
Essa redução ocorre no anodo ou no catodo?
19. Escreva as semirreações de catodo e anodo e a equação
global balanceada para as reações de cada uma
das seguintes células galvânicas.
a) Fe 3+ (aq)/Fe 2+ (aq)//Ag + (aq)/Ag 0 (s).
b) Co 0 (s)/Co 2+ (aq)//Au 3+ (aq)/Au 0 (s).
20. Consulte a tabela dos potenciais e calcule a ddp para a
seguinte pilha: Al 0 /Al 3+ //Fe 2+ /Fe 0 , em condições-padrão.
21. O potencial-padrão do eletrodo Ag + /Ag é +0,80 V, e o
potencial-padrão da célula /I 2 (s)/I – (aq)//Ag + (aq)/Ag(s) é
0,26 V, a uma mesma temperatura. Qual é o potencial
-padrão do eletrodo I 2 /I – ?
22. Consulte a tabela dos potenciais, escreva as semirreações
e calcule a ddp para a seguinte pilha:
Cu 0 /Cu 2+ //Au 3+ /Au 0 , em condições-padrão.
23. (UFMG) Lâminas metálicas de chumbo, Pb, e zinco, Zn
foram introduzidas em soluções aquosas de Cu(NO 3 ) 2 ,
conforme mostrado nestas duas figuras:
Cu 2+ (aq)
Cu 2+ (aq)
J. Yuji
J. Yuji
Observou-se que o cobre metálico deposita-se sobre
as placas nos dois recipientes. Considerando-se esses
experimentos, é incorreto afirmar que:
a) o íon Cu 2+ é oxidado pelo zinco metálico.
b) o chumbo metálico é oxidado pelo íon Cu 2+ .
c) o íon Cu 2+ atua como agente oxidante quando em
contato com a lâmina de zinco.
d) o zinco metálico atua como agente redutor quando
em contato com a solução de Cu 2+ .
24. A corrosão eletroquímica opera como uma pilha. Ocorre
uma transferência de elétrons quando dois metais de
diferentes potenciais são colocados em contato. Considere
uma lata de aço revestida com estanho: se a
camada de estanho for riscada ou perfurada, o ferro
funciona como anodo e o estanho, como catodo, o que
acelera a corrosão. Isso acontece porque:
a) o Fe tem maior capacidade de ganhar e – .
b) o Fe tem menor potencial de redução que o Sn.
c) o Sn é um agente redutor.
d) o Fe tem maior potencial de redução que o Sn.
e) o Sn tem maior capacidade de doar elétrons.
25. (Fameca-SP) Numa pilha de zinco e cobre ocorre a seguinte
reação:
Zn(s) + Cu 2+ (aq) ( Zn 2+ (aq) + Cu(s),
uma vez que o cobre é menos reativo (ou mais nobre)
que o zinco. Sobre uma pilha de manganês e prata,
sabendo-se que a prata é o metal mais nobre, é correto
afirmar que:
a) a corrente elétrica, no circuito interno, flui do eletrodo
de manganês para o de prata.
b) o eletrodo de manganês é o catodo da pilha.
c) tal pilha pode ser representada por:
Mn/Mn 2+ //Ag 1+ /Ag.
d) com o passar do tempo, o eletrodo de prata sofre
desgaste (corrosão).
e) o eletrodo de prata é o polo negativo da pilha.
26. (UCS-BA) O polo positivo de uma pilha eletroquímica
é o eletrodo onde há semirreação de:
a) oxidação, ou seja, ganho de prótons.
b) oxidação, ou seja, perda de elétrons.
c) redução, ou seja, ganho de prótons.
d) redução, ou seja, ganho de elétrons.
e) redução, ou seja, perda de elétrons.
27. (Fuvest-SP) Para recuperar prata de soluções aquosas
contendo íons Ag 1+ , costuma-se adicionar zinco metálico
às soluções, pois a transformação:
2Ag 1+ + Zn 0 ( 2Ag 0 + Zn 2+
258

é espontânea. Pode-se concluir então que:
a) o potencial de redução do Ag 1+ / Ag 0 é maior do que
o do Zn 2+ /Zn 0 .
b) ocorre transferência de elétrons do Ag 1+ para o Zn 0 .
c) o Zn 0 atua como oxidante e o Ag 1+ como redutor.
d) Zn 0 é menos redutor do que Ag 0 .
e) ocorre a eletrólise do Ag 1+ e do Zn 0 .
28. (PUC-PR) Considere a seguinte pilha:
Ca 0 /Ca +2 //Pb +2 /Pb 0
Sabendo-se que:
Ca 2+ + 2e – ( Ca 0 E 0 = –2,76 V
Pb 2+ + 2e – ( Pb 0 E 0 = –0,13 V
A alternativa que apresenta o ∆E 0 correto da pilha é:
a) +2,89 V. d) –2,63 V.
b) +2,63 V. e) +2,73 V.
c) –2,89 V.
29. (Fatec-SP) Dois metais diferentes são colocados, cada
um, numa solução aquosa de um de seus sais e tados a um voltímetro, conforme ilustrado a
conec-
seguir.
metal
ponte salina
metal
O voltímetro registra a diferença de potencial no sistema.
Considere os seguintes metais e os respectivos
potenciais de redução:
Metal Semirreação E 0 (V) (redução)
Prata Ag + + e – ( Ag +0,80 V
Cobre Cu 2+ + 2 e – ( Cu +0,30 V
Chumbo Pb 2+ + 2 e – ( Pb –0,10 V
Zinco Zn 2+ + 2 e – ( Zn –0,80 V
A maior diferença de potencial no sistema será registrada
quando os metais utilizados forem:
a) prata e cobre. d) cobre e chumbo.
b) prata e zinco. e) chumbo e zinco.
c) cobre e zinco.
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
4 TIPOS DE PILHAS E BATERIAS
Pense
Por que existem tantas pilhas diferentes no mercado?
J. Yuji
Até agora estudamos principalmente pilhas que podem ser preparadas em laboratórios
e facilmente estudadas. Entretanto, para fins comerciais, as pilhas necessitam
apresentar características especiais que permitam, por exemplo, serem colocadas em
embalagens pequenas que possam ser transportadas facilmente. É necessário também
que tenham uma boa vida útil. Já pensou se a pilha do relógio acabasse toda semana?
Antes de iniciar o estudo de pilhas e baterias comerciais, é importante fazer uma distinção
entre elas:
• pilha é uma célula constituída por duas semicelas, uma é o anodo e a outra, o catodo;
• bateria é um conjunto de células ligadas em série, intercalando pares anodo-catodo.
Dessa forma, pode-se dizer que bateria é o coletivo de pilhas (conectadas). O potencial elétrico
de uma bateria é obtido multiplicando-se o potencial da pilha pelo número de pares anodo-catodo.
Uma bateria de automóvel de 12 volts, por exemplo, é formada por seis pilhas de 2 volts.
As baterias apresentam células
ligadas entre si, em
paralelo ou em série.
Se considerarmos 5 pilhas
de 1,2 V e 1 000 mA, podemos
ter: uma bateria com
6 V e 1 000 mA, na ligação
em série, ou uma bateria de
1,2 V e 5 000 mA, para uma
ligação em paralelo.
259

PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti
Existem dois tipos de pilhas ou baterias:
• primárias: já vêm carregadas, não podem ser recarregadas e são descartadas quando
se esgotam;
• secundárias: precisam ser carregadas antes de serem usadas pela primeira vez e podem
ser reutilizadas porque são recarregáveis.
As pesquisas para o desenvolvimento de novas pilhas são intensas. A indústria busca
pilhas que sejam pequenas, baratas, não poluentes e eficientes. Dois parâmetros fundamentais
para a indústria são o tamanho e o peso.
Hely Demutti
As pilhas e baterias recarregáveis, secundárias, representam
economia para o consumidor que tem aparelhos
e dispositivos que precisam de alto consumo de energia.
As baterias de níquel cádmio (NiCd) foram as
primeiras recarregáveis desenvolvidas, tendo sido
muito utilizadas nos celulares. Estão sendo tituídas por outras mais modernas por apresenta-
subsrem
menor tempo de vida útil, menor capacidade de
carga, “efeito memória” e serem muito poluentes.
EPSRC
Na busca de pilha para diferentes utilizações, procura-se otimizar
três características de pilhas:
• energia específica: é a quantidade de energia por quilograma,
expressa em quilowatt-hora por quilograma (kW ⋅ h ⋅ kg –1 );
• densidade de energia: é a quantidade de energia por quilograma,
expressa em quilowatt-hora por litro (kW ⋅ h ⋅ L –1 );
• densidade de potência: é a quantidade de energia por litro,
expressa em watt por litro (W ⋅ L –1 ).
Veja, a seguir, algumas das pilhas e baterias comerciais mais comuns.
Com a demanda por
baterias mais leves e
mais resistentes, vem
aumentando o interesse
por baterias a ar. Nesse
dispositivo, o óxido de
lítio-cobalto é substituído
por um eletrodo poroso
de carbono. Essas
baterias geram uma carga
oito vezes maior que as
baterias recarregáveis de
lítio, por estar protegidas
por dispositivo para não
reagir com a água.
Pilha seca de zinco carbono
Pense
Quais as vantagens e desvantagens das pilhas comuns?
Inventada em 1860 pelo químico francês Georges Leclanché [1839-1882], a pilha
seca fornece potencial de 1,55 V. Por ser barata, é a pilha mais comum, sendo utilizada
em diferentes equipamentos portáteis.
A pilha seca é formada por um cilindro de zinco contendo um eletrólito formado
por uma mistura pastosa de cloreto de amônio, óxido de manganês e carbono pulverizados.
A célula eletroquímica tem o zinco metálico como anodo e o bastão de grafita
como catodo.
260

As reações que ocorrem nessa pilha podem ser descritas pelas equações:
Zn(s) ( Zn 2+ (aq) + 2 e –
2MnO 2 (s) + 2NH + 4 (aq) + 2 e – ( Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq) + H 2 O(l)
Zn(s) + 2MnO 2 (s) + 2NH + 4 (aq) ( Zn 2+ (s) + Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq) + H 2 O(l)
CAPÍTULO
1
A primeira é a reação do anodo; a segunda, a do catodo; e a
terceira, soma das anteriores, representa a reação global da pilha.
Um problema dessas pilhas, além da baixa corrente, é o fato
de que as reações continuam ocorrendo durante o armazenamento,
podendo provocar corrosão e vazamento do material que
está em seu interior. Já reparou como é comum pilhas de nas
lanterestourarem?
Pilhas alcalinas
Pense
J. Yuji
2
3
4
5
6
7
8
Quais as vantagens e as desvantagens das pilhas alcalinas?
Um aprimoramento da pilha de Leclanché é o eletrólito alcalino, pois ele impede que
ocorram reações quando a pilha não está em uso. Nessas pilhas, o eletrólito cloreto de
amônio (NH 4 Cl) é substituído pelo cloreto de potássio (KCl), aumentando sua durabilidade.
Nesse caso, a reação global pode ser representada pela equação:
A pilha seca tem como
vantagem o baixo custo e
a não utilização de rial tóxico. As desvanta-
mategens
são o fato de não ser
reciclada, a vida útil curta
e o risco de vazamento.
Zn(s) + 2MnO 2 (s) ( ZnO(s) + Mn 2 O 3 (s)
Hely Demutti
Pilha seca ou alcalina?
As pilhas alcalinas apresentam maior durabilidade que as pilhas
secas, devido à pureza de seus materiais e ao processo
de fabricação ser diferenciado, mas seu custo é maior.
Pilhas recarregáveis
O descarte de pilha é um problema ambiental devido à presenca de metais
pesados em algumas delas. Uma alternativa ambientalmente favorável
é a utilização de pilhas recarregáveis. Existem vários tipos, veja algumas.
Pilhas de níquel-cádmio: Esse foi o tipo de pilha recarregável que surgiu
primeiro. São as mais baratas, no entanto, de menor tempo de vida útil
e menor capacidade de carga. Elas sofrem um problema chamado “efeito
memória”, que é quando a pilha deixa de ser carregada totalmente, mas dá
sinal de que a carga está completa. Esse efeito acontece quando resíduos
de carga da pilha induzem a formação de pequenos blocos de cádmio. A
recomendação do fabricante é que somente faça a recarga da pilha quando
ela tiver totalmente descarregada.
Cuidado com pilhas recarregáveis falsas.
A pilha do meio é falsa, observe que
falta o símbolo de reciclagem. Ao comprar
uma dessas pilhas, desconfie de preços
muito baixos e da qualidade superior.
Hely Demutti
261

PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti
Hely Demutti
As pilhas níquel-cádmio são muito utilizadas em eletrodomésticos,
possuem potencial elétrico de 1,4 V e suas reações
podem ser descritas pelas equações:
Cd(s) + 2OH – (aq) ( Cd(OH) 2 (s) + 2 e –
NiO 2 (s) + 2H 2 O(l) + 2 e – ( Ni(OH) 2 (s) + 2OH – (aq)
Cd(s) + NiO
2 (s) + 2H 2 O(l) ( Cd(OH) 2 (s) + Ni(OH) 2 (s)
Por apresentarem alta toxidez, as baterias de Ni-Cd vêm
sendo gradativamente substituídas por baterias de hidretos
Todos os dias milhares de celulares são descartados. Você
metálicos, mais avançadas tecnologicamente e menos peri-
já pensou na quantidade de lixo potencialmente
gosas ao ambiente.
tóxico produzido?
Pilhas níquel-metal-hidreto: por razões ambientais e
de eficiência, a partir de 1990 houve a inserção no mercado
consumidor das baterias de níquel-metal-hidreto (Ni-MH) e
de íon-lítio. Ambas são menos poluentes, pois não utilizam
materiais pesados em sua composição.
As pilhas de níquel-metal-hidreto (Ni-MH) são as mais
usadas atualmente, dado seu valor e modelos disponíveis no
mercado. Elas contam com as vantagens de não provocar o
“efeito memória”, de oferecer maior tempo de vida, maior
capacidade e suportar mais recargas. Mesmo assim, existem
As baterias de níquel-metal-hidreto (NiMH) são utilizadas
em máquinas fotográficas, celulares, telefones sem fio,
pilhas tecnologicamente mais avançadas.
Pilhas íons de lítio: atualmente os modernos aparelhos
filmadoras e notebooks.
eletroeletrônicos usam baterias do tipo íons de lítio, conhecidas
como Lítio Íon. Com maior tecnologia envolvida na produção,
esse tipo de baterias é o mais vantajoso do mercado, o que tem vida útil e capacidade de
carga maior, ou seja, dura mais, compensando seu preço mais alto. Além disso, essas baterias
podem ser projetadas para ter tamanhos e massa reduzidos, já que empregam na
sua fabricação materiais de baixa densidade.
Hely Demutti
Maxx-Studio/Shutterstock
Para aumentar a vida
útil da bateria do celular,
recomenda-se fazer a
recarga quando a bateria
estiver totalmente descarregada.
Devido a novas
tecnologias na fabricação,
as baterias modernas
não apresentam “efeito
memória”, mas como têm
vida útil entre 350 a 700
cargas, procure utilizar cada
carga ao máximo.
Hely Demutti
As baterias dos
notebooks modernos são de Li Íon.
Das baterias recarregáveis, são as que possuem maior
tempo de vida. Têm a vantagem de ser pouco poluentes
e não sofrer o “efeito memória”. No entanto, ainda
é difícil encontrar no mercado pilhas nos formatos AA
e AAA com essa tecnologia.
As vantagens da bateria de Íon Li são: não ter o “efeito
memória” das baterias de níquel-cádmio, sendo
assim, para começar um ciclo de recarga não é preciso
que ela esteja descarregada completamente. Elas
conseguem reter a carga por muito mais tempo e podem
passar por centenas de ciclos de carga e descarga.
Elas também são mais leves e de menor tamanho.
262

Pilhas miniaturas
CAPÍTULO
A larga utilização de equipamentos portáteis tem exigido da indústria a confecção de
pilhas cada vez menores. No entanto, a miniaturização das baterias ainda é um dos maiores
entraves para a indústria diminuir o tamanho dos eletrônicos.
Assim, muitos aparelhos pequenos ainda não podem usar baterias tecnologicamente
sofisticadas e que agridam menos o meio ambiente. Muitas ainda são feitas de metais
pesados como o mercúrio. O Conama – Conselho Nacional de Meio Ambiente – estabelece
que a fabricação, importação e comercialização de pilhas e baterias deverão atender
a limites estabelecidos. No caso das pilhas miniaturas que usam metais pesados como o
mercúrio, por exemplo, o limite é de até 25 mg por elemento.
No mercado existem alguns tipos de pilhas miniaturas e de botão; são elas: óxido de
prata, óxido de mercúrio, alcalina manganês botão, Lithium botão, Zinc-air botão.
Dois exemplos de reações dessas baterias, a de mercúrio e a de óxido de prata, são
apresentados a seguir.
As reações da bateria de mercúrio são descritas pelas equações:
Zn(s) + 2OH – (aq) ( ZnO(s) + H 2 O(l) + 2 e –
HgO(s) + H 2 O(l) + 2 e – ( Hg(l) + 2OH – (aq)
Zn(s) + HgO(s) ( ZnO(s) + Hg(l)
Pilhas miniaturas têm
seu uso em: agendas eletrônicas,
calculadoras,
relógios, sistemas de alarme
de veículos, equipamentos
eletrônicos,
UPS, equipamentos de
medição, equipamentos
médicos, aeronaves, aparelhos
auditivos etc.
Hely Demutti
1
2
3
4
5
6
7
8
As reações da bateria de óxido de prata são descritas pelas
equações:
Zn(s) + 2OH – (aq) ( ZnO(s) + H 2 O(l) + 2 e –
Ag 2 O(s) + H 2 O(l) + 2 e – ( 2Ag(s) + 2OH – (aq)
Zn(s) + Ag 2 O(s) + H 2 O(l) ( Zn(OH) 2 (s) + 2Ag(s)
Pilha miniatura de óxido de mercúrio
Pilha miniatura de óxido de prata
J. Yuji
J. Yuji
gaveta
placa de estanho no
topo internamente
cobertura
sobre o
anodo
caixa de aço
solução de hidróxido
de potássio em
material absorvente
anodo de
grãos de zinco
separador
catodo de
grãos de óxido
de mercúrio
gaveta
cobertura
de metal
anodo
de zinco
separador
Embora apresentem potencial elétrico praticamente invariável, essas pilhas
representam sérios riscos ao ambiente, pois são feitas de mercúrio,
um metal pesado, e devem ser fabricadas obedecendo aos limites legais.
Seu descarte poderá ser feito juntamente com os dejetos domiciliares.
catodo de Ag 2 O
As pilhas de óxido de prata são muito utilizadas em
relógios de pulso.
263

Baterias de chumbo-ácido
Em nosso cotidiano, quando se fala em bateria logo pensamos em baterias de automóveis.
Como já vimos, as baterias são combinações de pilhas ligadas em série, obtendo-se
como potencial o somatório dos potenciais das pilhas. A bateria utilizada em automóveis
foi inventada em 1859 pelo físico francês Raymond Gaston Planté [1834-1889].
PILHAS E ELETRÓLISE
Hulton Archive/Getty Images
Hely Demutti
O desenvolvimento das baterias de chumbo-ácido dispensaram a necessidade de se
dar a partida dos motores dos automóveis utilizando a força humana.
Com o carro em funcionamento, o alternador
gera energia para o funcionamento do veículo
e ainda carrega a bateria, que acumula energia
para quando o motor não estiver funcionando.
As baterias automotivas são formadas por pilhas de chumbo-ácido. Essas pilhas fornecem
altas correntes, que permitem dar partida em motores graças aos elevados valores
de densidade de potência que apresentam.
Essa alta potência é possível devido à grande superfície de contato dos eletrodos (formados
por uma liga de chumbo/antimônio) coberta com sulfato de chumbo (II) (PbSO 4 ).
Quando recebe a primeira carga, parte dos íons chumbo (II) é reduzida a chumbo metálico,
formando o anodo. Ao mesmo tempo, no outro eletrodo, o chumbo (II) (PbSO 4 ) é oxidado
a chumbo (IV) (PbO 2 ), constituindo o catodo.
Depois de carregadas, as reações que acontecem no anodo e no catodo são representadas,
respectivamente, pelas equações:
Pb(s) + SO 2– 4 (aq) ( PbSO 4 (s) + 2e –
PbO 2 (s) + 4H + (aq) + SO 2– 4 (aq) + 2e – ( PbSO 4 (s) + 2H 2 O(l)
Pb(s) + PbO 2 (s) + 4H + (aq) + 2SO 2– 4 (s) ( 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O(l)
Esse tipo de bateria tem como desvantagens o elevado peso e o risco de contaminação
do ambiente com o chumbo, se não for descartada adequadamente. Por outro lado, sua
grande vantagem é a possibilidade de reversão das reações que ocorrem espontaneamente
durante a utilização. Para isso, é necessário que se aplique uma corrente no sentido inverso
ao do sentido que a bateria gera. Nesse caso, tem-se a reação descrita pela equação:
2PbSO 4 (s) + 2H 2 O(l) ( Pb(s) + PbO 2 (s) + 4H + (aq) + 2SO 4 2– (s)
Nos veículos automotores, a recarga é contínua durante o funcionamento do motor.
Depois de dada a partida, parte do movimento realizado pelo motor aciona um gerador
que fornece energia elétrica para a recarga da bateria.
264

Células de combustível
Pense
Do ponto de vista ambiental, qual é a grande vantagem de se utilizar o hidrogênio como combustível?
CAPÍTULO
1
2
Um dos requisitos básicos para a utilização de baterias em naves espaciais é que elas
sejam leves e eficientes, ou seja, tenham altos valores de energia específica. Por isso, a
Agência Espacial Americana sempre investiu muito em pesquisa para a produção de novas
tecnologias em baterias.
Uma grande conquista foi o desenvolvimento das células de combustível. Elas geram
energia elétrica a partir de reações químicas que consomem reagentes continuamente,
como ocorre nos motores a explosão.
Uma célula de combustível é um aparelho conversor de energia eletroquímica. A célula
combustível converte as substâncias hidrogênio e oxigênio em água, gerando cidade. Elas são recarregáveis.
As reações que acontecem no anodo e no catodo e a reação global de células de combustível
a hidrogênio são descritas, respectivamente, pelas eletriequações:
2H 2 (g) + 4OH – (aq) ( 4H 2 O(l) + 4e –
O 2 (g) + 2H 2 O(l) + 4e – ( 4OH – (aq)
2H 2 (g) + O 2 (g)
( 2H 2 O(l)
Enquanto nos motores a explosão a eficiência energética está na faixa de 25 a 30%,
significando que o restante é perdido na forma de calor, nas células de combustível tal
eficiência está entre 40 e 50%. Embora essa tecnologia ainda não seja viável comercialmente
para utilização em larga escala, já existem veículos experimentais rodando com ela.
Espera-se que em breve ela seja disponibilizada a custos mais baixos. Do ponto de vista
ambiental, uma grande vantagem desse tipo de bateria é que seu único resíduo é água.
HIDROGÊNIO
gás não poluente: H 2 O
menor nível de ruído
fontes renováveis
DIESEL (PRINCIPAIS EMISSÕES)
CO 2 : aumenta o efeito estufa
hidrocarbonetos
CO e NO x
maior nível de ruído
fontes não renováveis
agridem a
saúde humana
A tecnologia moderna desenvolvida
pela dade funciona à base de
energia elétrica. Mandar
equipamentos ou astronau-
humani-
tas para o espaço requer o
uso de eficientes fontes
de energia elétrica: as
baterias são fundamentais.
Em tempos de economia
"verde", veículos a hidrogênio
são testados em
todo o mundo. Em 2010,
uma nova versão brasileira
foi lancada pela a Coppe/
UFRJ, mais econômica. Enquanto
na Europa esse tipo
de veículo consome 14 kg
de gás hidrogênio para ca-
da 100 km rodados, o brasileiro
consome 5 kg.
Planeta Coppe UFRJ
Nasa
3
4
5
6
7
8
Os carros elétricos são movidos a célula de
combustível, nome usual que, na verdade,
deveria ser pilha combustível.
Aparentemente são iguais aos
movidos a gasolina; a diferença
está no motor, que é elétrico,
alimentado por um conjunto de
baterias. Esses carros são muito
mais silenciosos do que os que
utilizam motores a combustão.
265

PILHAS E ELETRÓLISE
Outra vantagem: um carro elétrico é muito mais econômico do que um carro a gasolina.
Matematicamente, temos que o custo por quilômetro do carro elétrico é apenas 37,5%
do carro a gasolina. Porém, ainda existem algumas desvantagens, como: a autonomia do
veículo é menor, ou seja, tem que parar sempre para abastecer; o custo de reposição das
baterias é relativamente alto, mas elas duram cerca de 30 mil quilômetros.
Ainda existem alguns problemas a serem resolvidos quanto ao funcionamento das
células de combustível: alto custo de manutenção e baixa longevidade. O primeiro tende
a ser resolvido com a difusão e consequentente barateamento da tecnologia. Quanto à
vida útil da bateria, essa é uma questão para a qual tem sido feitos grandes investimentos
na busca de soluções economicamente viáveis. Isso certamente irá favorecer a diminuição
do custo final por quilômetro rodado.
Deve-se destacar que, tanto na célula eletroquímica como na bateria, as reações
químicas que geram eletricidade acabam porque com elas também acabam os reagentes
da reação e, nesse momento, somos obrigados a jogá-las fora ou recarregá-las. Diferentes
países e montadoras de automóveis têm investido altos recursos na busca de soluções
para esses problemas. Uma empresa estadunidense desenvolveu um sistema que permite
a troca rápida do conjunto de baterias, tornando desnecessário que o carro fique um
longo tempo recarregando-as. Essas e outras soluções vão permitir a difusão do uso de
carros elétricos em poucos anos.
Ernesto Reghran/Pulsar Imagens
Ernesto Reghran/Pulsar Imagens
A recarga total leva oito horas em qualquer tomada de três
pinos de 220 V. Uma vantagem desse tipo de bateria é que
pode ser 100% reciclada, evitando assim o problema de descarte
de lixo.
O desempenho de um carro elétrico é muito interessante. Em média,
pode apresentar autonomia de 120 km/h aproximadamente, indo de
0 a 60 km/h em cerca de 9 segundos. A alimentação é feita por uma
bateria de níquel e cloreto de sódio (sal).
Ernesto Reghran/Pulsar Imagens
acelerador
potenciômetro
J. Yuji
controlador DC
bateria
motor DC
266

Exercícios
1. Qual é a relação entre a energia química proveniente
das pilhas e baterias e o desenvolvimento tecnológico?
2. Numa pilha galvânica, como é produzida a eletricidade?
3. Por que os dois componentes de uma célula galvânica
estão separados um do outro?
4. Os seguintes pares são unidos para formar uma la galvânica: Fe(s)/Fe 2+ (aq)//Ag + (aq)/Ag(s). Explique o
célusignificado
dessa representação.
5. Por que as pilhas devem ser removidas dos aparelhos
após cessar seu funcionamento?
6. O que você entende por pilha seca?
7. Em relação ao eletrólito, como você diferencia uma
pilha alcalina de outra comum?
8. Um estudante enrolou, no laboratório, um prego de ferro
com um fio de cobre decapado e, em seguida, colocou-o
em um béquer contendo uma solução de ácido clorídrico.
Explique o que ocorreu com o prego após certo tempo.
9. Pilhas, baterias, corrosão de metais, em todos eles podemos
evidenciar reações eletroquímicas. Assim, podemos
afirmar que é possível a ocorrência de uma reação
de oxidação sem que ela esteja associada a uma redução?
Justifique.
10. O uso de aparelhos celulares é cada vez mais comum.
Esses aparelhos usam baterias de níquel-cádmio, (Ni-
Cd), que podem ser recarregadas, e funcionam de acordo
com as reações:
Cd(s) + 2OH – (aq) ( Cd(OH) 2 (s) + 2 e –
NiO(OH)(s) + H 2 O(l) + e – ( Ni(OH) 2 (s) + OH – (aq)
Identifique as semirreações de redução e oxidação e
escreva a equação global de descarga e recarga.
11. Uma bateria muito comum utilizada na medicina é o marcapasso,
que é colocado sob a pele de pessoas com problemas
cardíacos com a finalidade de regular as batidas do
coração. A reação responsável pela produção de corrente
elétrica pode ser representada da seguinte forma:
HgO(s) + Zn(s) + H 2 O(l) ( Zn(OH) 2 (aq) + Hg(l)
Podemos dizer que, nessa célula eletroquímica, o Zn é
o anodo e o Hg é o catodo? Explique.
12. (Vunesp-adaptado) As baterias dos automóveis são cheias
com soluções aquosas de ácido sulfúrico. Uma bateria é formada
pela ligação em série de seis pilhas eletroquímicas internas,
onde ocorrem as semirreações representadas a seguir:
Polo negativo (–):
Pb + SO 2– 4 ( PbSO 4 + 2e – E = +0,34 V
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
Polo positivo (+):
PbSO 4 + 2H 2 O ( PbO 2 + SO 2–
4 + 4H
+ + 2 e –
E = –1,66 V
Qual é a diferença de potencial (voltagem) dessa bateria?
13. (UnB-DF) As pilhas comumente vendidas no comércio para
uso em lanternas, rádios e outros aparelhos elétricos constituem-se
fundamentalmente de uma cápsula de zinco,
uma solução aquosa de eletrólitos (ZnCl 2 + NH 4 Cl), dióxido
de manganês e um bastão de grafita. A figura representa
um corte longitudinal de uma pilha de manganês.
J. Yuji
polo
bastão central de raite
diido de manans
nl 2 s N 4 ls 2 l
inco polo –
Durante o funcionamento dessa pilha, ocorrem as seguintes
reações:
no ânodo: Zn(s) # Zn 2+ (aq) + 2 e –
no cátodo: 2MnO 2 (s) + 2NH + 4 (aq) + 2 e – (
( Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq) + H 2 O(I)
Julgue os itens que se seguem:
1) Mn 4+ é o agente redutor.
2) Durante o funcionamento dessa pilha, o fluxo de
elétrons ocorre no sentido grafita ( zinco.
3) A reação total da pilha é:
Zn(s) + Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq) + H 2 O(I) (
( Zn 2+ (aq) + 2MnO 2 (s) + 2NH 4+ (aq) + 4e –
4) A quantidade de Zn 2+ diminui durante o funcionamento
da pilha.
5) A pilha cessará seu funcionamento quando o MnO 2
for totalmente consumido.
14. (IME-RJ) Em uma pilha, Ni 0 /Ni 2+ //Ag + /Ag 0 , os metais
estão mergulhados em soluções aquosas 1,0 mol/L de
seus respectivos sulfatos, a 25 °C. Determine:
a) a equação global da pilha;
b) o sentido do fluxo de elétrons;
c) o valor do potencial elétrico da pilha.
15. (Unifesp) A bateria primária de lítio-iodo surgiu em
1967, nos Estados Unidos, revolucionando a história
do marcapasso cardíaco. Ela pesa menos que 20 g e
apresenta longa duração, cerca de cinco a oito anos,
evitando que o paciente tenha que se submeter a frequentes
cirurgias para trocar o marcapasso. O esquema
dessa bateria é representado na figura.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
267

PILHAS E ELETRÓLISE
J. Yuji
eltrons
polmero
Para essa pilha, são dadas as semirreações de redução:
Li + + e – ( Li
E 0 = –3,05 V
I 2 + 2 e – ( 2I – E 0 = +0,54 V
São feitas as seguintes afirmações sobre essa pilha:
I – No ânodo ocorre a redução do íon Li + .
II – A ddp da pilha é +2,51 V.
III – O cátodo é o polímero/iodo.
IV – O agente oxidante é o I 2 .
São corretas as afirmações contidas apenas em:
a) I, II e III. c) I e III. e) III e IV.
b) I, II e IV. d) II e III.
16. (UFSCar-SP) A obtenção de novas fontes de energia tem
sido um dos principais objetivos dos cientistas. Pesquisas
com células a combustível para geração direta de energia
elétrica vêm sendo realizadas e, dentre as células mais
promissoras, destaca-se a do tipo PEMFC (Proton
Exchange Membran Fuel Cell), representada na figura.
Esse tipo de célula utiliza como eletrólito um polímero
sólido, o Nafion. A célula opera de forma contínua, onde
os gases oxigênio e hidrogênio reagem produzindo água,
convertendo a energia química em energia elétrica
e térmica. O desenvolvimento dessa tecnologia tem
recebido apoio mundial, uma vez que tais células poderão
ser utilizadas em veículos muito menos poluentes que os
atuais, sem o uso de combustíveis fósseis.
combustel 2 calor ar 2
J. Yuji
anodo
eletrlito
3
trabalo eltrico
catodo
2H + (aq) + 2e – ( H 2 (g)
E 0 = 0,0 V
½O 2 (g) + 2H + (aq) + 2e – ( H 2 O(I) E 0 = +1,2 V
a) Para a pilha em questão, escreva as semirreações
de oxidação e redução e a reação global. Calcule
a diferença de potencial da pilha.
b) Em qual compartimento se dá a formação de água?
17. (Unifesp) Um substituto mais leve, porém mais caro, da
bateria de chumbo é a bateria de prata-zinco. Nesta,
a reação global que ocorre, em meio alcalino, durante
a descarga, é:
Ag 2 O(s) + Zn(s) + H 2 O(l) ( Zn(OH) 2 (s) + 2Ag(s)
O eletrólito é uma solução de KOH a 40% e o eletrodo
de prata/óxido de prata está separado do zinco/hidróxido
de zinco por uma folha de plástico permeável ao íon
hidróxido. A melhor representação para a semireação
que ocorre no anodo é:
a) Ag 2 O + H 2 O + 2 e – ( 2Ag + 2OH – .
b) Ag 2 O + 2OH – + 2 e – ( 2Ag + O 2 + H 2 O.
c) 2Ag + 2OH – ( Ag 2 O + H 2 O + 2 e – .
d) Zn + 2H 2 O ( Zn(OH) 2 + 2H + + 2 e – .
e) Zn + 2OH – ( Zn(OH) 2 + 2 e – .
18. (PUC-RJ) A indústria automobilística está desenvolvendo,
para a movimentação de veículos, novas tecnologias
que são mais limpas e econômicas do que as
usadas atualmente com os atuais combustíveis fósseis.
Uma das possibilidades é uma pilha composta por terminais
onde são injetados oxigênio e hidrogênio. Esses
gases passam por um material poroso (níquel), para
um meio rico em íons OH – que catalisam o processo a
200 °C. A seguir, são mostradas as meias reações-padrão
de redução que ocorrem na pilha e os respectivos
poten ciais-padrão e a reação global da pilha.
2H 2 O(I) + 2 e – ( H 2 (g) + 2OH – (aq) –0,83 V
O 2 (g) + 2H 2 O(I) + 4 e – ( 4OH – (aq) +0,40 V
reação global: 2H 2 (g) + O 2 (g) ( H 2 O(l)
a) Identifique o anodo e o catodo e calcule o potencial-padrão
da pilha.
b) Considerando que durante uma hora de operação
dessa pilha foram gerados 54 g de água como subproduto,
calcule a quantidade de mols de O 2 (g)
injetada na pilha durante esse período.
19. (UEPG-PR) Entre as pilhas comerciais, encontram-se as
cha madas pilhas secas, como as de zinco-carvão ou de
Leclanché, usadas em lanternas, rádios e gravadores.
A parede desse tipo de pilha é feita de zinco, de onde
os elétrons migram através do circuito até um bastão de
grafite, existente no centro, recoberto por uma mistura
de dióxido de manganês e carvão em pó. Uma pasta
úmida constituída de cloreto de amônia (NH 4 CI), cloreto
de zinco (ZnCI 2 ), em meio aquoso, completa o sistema.
Com base nessa descrição, assinale o que for correto.
a) O zinco da parede da pilha representa o anodo.
b) O bastão de grafite recoberto por dióxido de manganês
e carvão em pó representa o catodo.
c) Os átomos de carbono do grafite são receptores de
elétrons, sofrendo oxidação.
d) A pasta úmida que completa o sistema tem o papel
de eletrólito.
e) A semirreação que ocorre no anodo pode ser representada
como: Zn 0 ( Zn 2+ + 2 e – .
268

METAIS, SOCIEDADE E AMBIENTE
Tema em foco
A utilização de diferentes metais serve como indicador do nível econômico e das
classes sociais construídas por diferentes povos. A diminuição dos preços de metais e
O trabalho em indústrias
sua substituição por materiais mais baratos têm permitido acesso a instrumentos e ob-
metalúrgicas sempre enjetos
que antes só podiam ser utilizados por pessoas mais favorecidas economicamente.
volve um grande risco de
O valor associado a uma mercadoria depende de vários fatores, como o domínio do
acidentes.
processo tecnológico, o valor de uso, o custo de produção etc. Esses valores
mudam com o tempo, de forma que um metal como o alumínio,
que era obtido quimicamente por meio da reação com o potássio, custava
muito caro e somente era utilizado na confecção de talheres de uso
pessoal de alguns nobres. Hoje, com produção muito mais barata, é largamente
utilizado por pessoas de todos os níveis sociais.
Entretanto, para que seja possível essa ampla utilização do alumínio,
é preciso extrair enormes quantidades de minério, causando problemas
ambientais como a devastação de florestas e a própria contaminação do
ambiente por alguns metais. Além disso, também ocorre a emissão de
poluentes derivados de indústrias metalúrgicas.
Outro grave problema a ser destacado são as condições de trabalho
dos operários que atuam nas indústrias metalúrgicas, principalmente as
de pequeno porte, onde faltam equipamentos de segurança e a adoção
de medidas técnicas de produção que diminuam o contato do trabalhador
com os agentes poluidores.
Por isso, tem surgido a necessidade de substituir os metais por novos materiais. Muitos objetos anteriormente feitos
exclusivamente de metais já são confeccionados atualmente com outras matérias-primas, principalmente com os
diferentes tipos de plásticos disponíveis comercialmente.
Esse desafio tem sido enfrentado pelos químicos, que procuram cada vez mais desenvolver processos de substituição
de materiais. A engenhosidade da Química em produzir novos materiais é tão grande que diariamente são sintetizadas
milhares de novas substâncias, o que torna muito dinâmica a atividade produtiva de substituição de material.
Nos últimos anos, o desenvolvimento tecnológico nesse setor tem sido intenso, pois além de serem criados novos
tipos de materiais, matérias-primas empregadas na fabricação de materiais já existentes têm sido empregadas
de outras formas.
Outro aspecto importante é que as restrições impostas pelas leis ambientais têm levado
os fabricantes a desenvolver novas formulações que favoreçam o consumidor e causem Os metais já foram largamente
substituídos em
menos prejuízo ao ambiente.
A utilização de um novo material ou de uma nova tecnologia deve considerar não nossa sociedade, mas ainda
têm grande importância
só o instante de utilização, mas também o antes e o depois. Utilizar
em diferentes ramos.
uma pilha aparentemente é uma ação sem consequências. Entretanto,
extrair metais para sua confecção e descartá-la de forma inadequada
pode causar sérios danos ambientais.
O conhecimento científico nos aponta caminhos para resolver problemas
já colocados por esse avanço tecnológico.
Tudo isso exige de nós, consumidores e, acima de tudo, cidadãos, uma
preocupação ambiental cada vez maior. Discutir essas questões requer não
somente o conhecimento químico dos processos tecnológicos de produção
de materiais, como o conhecimento dos processos químicos envolvidos, mas
muito mais do que isso: a compreensão da dinâmica de funcionamento de
nossa sociedade, de seus valores e do sistema de distribuição de riquezas.
Rubens Chaves/Pulsar Imagens
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
269

Reciclagem de metais: uma alternativa ambiental
Pense
Por que o Brasil é campeão mundial em reciclagem de latas de alumínio?
PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens
A produção de metais para atender à demanda da sociedade tecnológica
exige a extração de grandes quantidades de minérios. Esses processos
de extração agridem muito o ambiente e, se não tratados adequadamente,
podem causar enormes problemas ambientais.
Os processos de produção de metais, a partir de seus minérios, consomem
enormes quantidades de energia, cuja produção em grande escala
acarreta normalmente grandes impactos ambientais, por exemplo: queima
de combustíveis, pelo represamento de rios e alagamento de ecossistemas,
utilização de fontes energéticas que exigem tecnologia de ponta e, assim
mesmo, assustam por apresentarem riscos de acidentes graves etc.
A obtenção de metais a
Além disso, durante a produção de energia são gerados gases e resíduos que podem
partir de minério conso-
contaminar o ambiente de diversas formas.
me grande quantidade de
ener gia. Para reduzir esse
Para minimizar esses problemas existem atitudes alternativas que exigem o empenho
consumo, basta reduzir o
de toda a sociedade. A primeira delas é a redução do consumo. Essa atitude não é fácil,
consumo de metais.
principalmente porque vivemos em um mundo que estimula constantemente o consumo.
A segunda atitude é a reutilização. Muitos objetos e aparelhos que descartamos podem ser
utilizados outras vezes. A terceira é a reciclagem, ou seja, o reaproveitamento dos materiais para a produção de novos
bens de consumo, dispensando ou diminuindo o consumo da matéria-prima original.
Quando se fala em reciclagem de metais, a maior estrela é o alumínio, recordista em diversos aspectos. A reciclagem depende
da vida útil do objeto, que pode variar de meses (1,5 mês, para latas de alumínio) a décadas (40 anos, para cabos elétricos).
O primeiro ponto a seu favor, em comparação a outros materiais, é o fato de não ser degradado durante o uso, podendo
ser utilizado repetidamente em funções nobres, como, por exemplo, armazenar alimentos. A segunda vantagem da reciclagem
do alumínio é seu alto valor residual, já que sua sucata tem valor 33 vezes maior que o aço e 55 vezes maior que o vidro
de garrafas. A terceira e talvez maior vantagem é o fato de que reciclar o alumínio é bem mais barato que extraí-lo do minério.
De acordo com a Associação Brasileira do Alumínio (Abal), a obtenção de uma tonelada de alumínio por reciclagem
consome apenas 5% da energia consumida na produção dessa mesma quantidade a partir do minério. Isso equivale a
produzir 20 latas a partir de sucata com a mesma quantidade de energia com que se produz uma lata a partir do minério.
Em 2007, no Brasil, a economia energética, graças à reciclagem de latas de alumínio, foi próxima a 2329 GWh, o suficiente
para abastecer, por um ano inteiro, uma cidade com população superior a um milhão de habitantes, como Campinas (SP).
Embora o Brasil esteja longe de ser o recordista em consumo de latas de alumínio –
A reciclagem de alumínio
é fonte de renda para
muitas famílias brasileiras.
nossa média de consumo é de 51 latas de alumínio por habitante por ano, contra, por
exemplo, 375 dos estadunidenses – somos os recordistas mundiais na reciclagem. Em
2007, foram recicladas 96,5% das latas utilizadas.
A reciclagem do alumínio apresenta outras vantagens indiretas, entre as quais citamos:
o desenvolvimento de uma consciência ambiental coletiva, que acaba por incentivar atitudes
de reciclagem de outros materiais; a redução da quantidade de lixo gerada; o afloramento
de questões sociais etc.
Essas questões sociais estão intimamente relacionadas ao nosso recorde em reciclagem.
Há até quem diga que essa é uma indústria alimentada pela fome. O fato é que para alguns
terem joias de ouro e materiais de prata, muitos outros tabalharam em condições insalubres
em garimpos, mineradoras e metalúrgicas. A riqueza dos metais custa caro para muitos, e a
indústria que se gera em torno do processo de reciclagem ainda se dá em nosso país a partir
do trabalho em condições desumanas de catadores de lixo, que envolve crianças e adolescentes.
Enfim, enquanto não mudarmos o modelo de desenvolvimento, os benefícios advindos
do desenvolvimento científico e tecnológico vão continuar concentrados nas mãos de poucos.
270

Debata e entenda
1. Depois de ler o texto anterior, comente, citando
exemplos, de que forma:
a) os problemas ambientais têm influenciado a ciência;
b) a pesquisa científica tem influenciado a tecnologia;
c) a pesquisa científica tem mudado os hábitos das
pessoas.
2. Identifique materiais do seu dia a dia que têm sido
substituídos por outros materiais e relacione as van-
tagens e as desvantagens da substituição.
3. As reservas minerais de metais são fontes não renováveis.
Cite alternativas para evitar a sua exaustão.
4. De que maneira os químicos podem contribuir para
diminuir os problemas relacionados à produção e ao
uso de metais?
5. A matéria-prima para as indústrias, em geral, é muito
mais barata do que o produto industrializado,
apesar de muitas vezes essa matéria-prima ser um
recurso não renovável. Isso significa que ao produto
final se agrega um valor que o torna mais caro, não
só pelo custo de produção, mas pelo valor agregado.
Uma tonelada de minério de ferro custa em
torno de dez a vinte vezes menos do que uma tonelada
de aço.
Com base nessas informações, discuta o(s) motivo(s)
de:
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
• pases estrangeiros terem interesse em comprar
minérios do Brasil;
• alguns defenderem o investimento de capital
estrangeiro no país para aumentar a injeção
de recursos em ciência e tecnologia na produção
siderúrgica.
6. Explique a frase “Quanto mais curto for o ciclo de
vida de um produto de alumínio, mais rápido será
o seu retorno à reciclagem”.
7. Os problemas sociais, econômicos e ambientais relacionados
à produção de metais são de responsabilidade
dos químicos, dos empresários, dos economistas,
dos políticos ou da sociedade? Discuta de
quem é essa responsabilidade.
8. O consumo per capita
por ano de cobre nos Estados
Unidos é de aproximadamente 8 kg, enquanto na
Índia é de 0,1 kg. A população dos EUA, em 2002,
era de aproximadamente 281 milhões de pessoas e
a da Índia, de aproximadamente 1 bilhão. Discuta
os motivos de tal diferença, calculando o consumo
total anual de cobre de cada país, apontando o
impacto que cada país provoca no ambiente e levantando
outras questões para discussão.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Ação e cidadania
1. Pesquise em sua cidade ou em seu bairro:
a) empresas ou entidades que compram latas de alumínio
usadas;
b) qual o valor pago por quilograma;
c) quantas latas correspondem a 1 quilograma;
d) quais são os principais fornecedores de latas usadas
aos depósitos.
2. Procure entrevistar uma dessas pessoas e busque informações
como estas:
a) qual é a importância desse recurso financeiro para a
vida dessas pessoas e de seus familiares;
b) qual é o nível de instrução;
c) quanto conseguem com esse trabalho;
d) quanto tempo trabalham por semana para terem essa
remuneração;
e) outras perguntas sobre assuntos que despertem a
curiosidade.
3. Proponha uma campanha de coleta de latas de alumínio
para reciclagem, sem que esteja associada ao aumento
do consumo.
271

Pense
5 ELETRÓLISE
O que acontece quando uma corrente elétrica atravessa uma solução iônica? O que você entende por eletrólise?
PILHAS E ELETRÓLISE
P elo que estudamos até o momento, muitas reações químicas podem ocorrer em sistemas
denominados células eletroquímicas ou pilhas, produzindo corrente elétrica.
Dessa forma, pode-se converter energia química em energia elétrica.
Será que o processo inverso é possível? A partir de energia elétrica pode haver produção
de reação química? O que pode acontecer a uma solução iônica ou a um sal fundido
quando submetidos a uma corrente elétrica?
Para melhor responder a essas questões, vamos realizar uma atividade experimental.
Química na escola
O que acontece quando uma corrente elétrica passa por um líquido?
O ideal é que esta atividade seja realizada pelo professor no laboratório, de forma demonstrativa.
Consulte as normas de segurança no
laboratório, na última página deste livro.
Material
• fonte de 6 V (fonte de alimentação, sequência de 4 pilhas
grandes ou bateria de 9 V)
• 2 pedaços de fio rígido nº- 8 de 15 cm
• 2 pedaços de fio flexível nº- 2 de 30 cm
• 2 béqueres de 250 mL
• água destilada
• solução de KI a 5% (10 g sal em 200 mL de água – se não houver
KI, pode-se utilizar NaCl)
• solução de fenolftaleína a 5%
• solução saturada de amido (somente se estiver utilizando solução de KI)
Procedimento
Hely Demutti
1. Dobre os pedaços de fio rígido, representados em preto
na figura ao lado, e desencape suas pontas para fazer os
eletrodos.
2. Conecte os fios flexíveis (representados em preto) na fonte
de corrente contínua e nos eletrodos, conforme a figura
ao lado.
3. Coloque água destilada até ²/ ³ do volume do béquer, pingue
cinco gotas de fenolftaleína e cinco de amido e observe
por cinco minutos.
4. Troque de béquer, colocando no segundo a solução de KI. Depois, pingue cinco gotas de fenolftaleína e cinco de amido
e observe por cinco minutos.
Hely Demutti
Hely Demutti
272

Destino dos resíduos
1. Os resíduos desta prática podem ser descartados na pia, sob água corrente.
Análise de dados
1. O que você observou ao passar corrente elétrica pelo béquer contendo água destilada?
2. Quais os íons presentes na solução? Quais são atraídos para o polo negativo e quais são atraídos para o polo positivo?
3. Qual o objetivo da fenolftaleína – indicador ácido-base – no experimento? O que podemos afirmar com base em seu efeito?
4. A solução de KI contém iguais quantidades de íons H + e OH – . Como podemos relacionar o efeito da fenolftaleína com
essa informação? Proponha uma semirreação que justifique essa hipótese.
5. O amido indica a presença de iodo (I 2 ), conferindo coloração violeta à solução. De acordo com o experimento, de onde
pode ter surgido o iodo? Proponha uma semirreação que justifique essa hipótese.
Ao passar corrente elétrica pela água destilada não foi possível observar transformações,
já que ela não é boa condutora de eletricidade. Isso ocorre porque a quantidade de
íons presentes na água pura é muito pequena, cerca de 2 ⋅ 10 –14 mol/L.
Diferentemente, ao passar corrente elétrica por um eletrólito (sal fundido ou solução
contendo íons), podem ocorrer reações de oxidação e redução. No experimento rior, a coloração rósea apresentada pela fenolftaleína indicava que o meio ficou básico.
ante-
Tal constatação pode ser justificada pela semirreação representada pela equação:
H 2 O(l) + 2e – ( H 2 (g) + 2OH – (aq)
Como já foi dito, o amido indica presença de iodo (I 2 ), conferindo coloração violeta
à solução. Se na solução existiam ânions iodeto (I – ), pode-se presumir que ocorreu uma
reação, descrita pela equação:
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
2I – (aq) ( I 2 (aq) + 2e –
Somando-se essas duas semirreações, obtém-se a equação da reação global:
H 2 O(l) + 2I – (aq) ( H 2 (g) + 2OH – (aq) + I 2 (aq)
Os íons potássio não aparecem nas equações porque, mesmo estando presentes na
solução, não se alteram.
e – e –
Catherine A. Scotton
Anodo
+
–
Catodo
Gerador
+
A –
C +
Célula eletrolítica
–
273

PILHAS E ELETRÓLISE
Como vimos anteriormente, nas pilhas ocorrem reações químicas espontâneas capazes
de produzir corrente elétrica. A reação representada pela equação anterior não
é espontânea, mas ocorre quando passa corrente elétrica pela solução. O processo no
qual se utiliza eletricidade para que reações não espontâneas ocorram é chamado de
eletrólise. Dessa forma, pode-se definir:
Eletrólises são realizadas em células eletrolíticas, semelhantes a pilhas, também constituídas
por dois eletrodos: o catodo – polo negativo – e o anodo – polo positivo.
Durante a recarga de pilhas e baterias recarregáveis ocorrem processos de eletrólise,
fazendo com que a reação espontânea seja revertida devido à corrente externa.
Eletrólise é o processo de indução de reações químicas de oxidação e redução
não espontâneas, pela passagem de corrente elétrica em soluções iônicas ou em
sais fundidos.
PILHA
ELETRÓLISE
Polo positivo
CATODO ANODO
Polo negativo
ANODO CATODO
O mecanismo da eletrólise consiste na neutralização dos íons junto aos polos para
os quais são atraídos. A neutralização dos íons negativos ocorre com perda de elétrons;
e dos íons positivos, com ganho de elétrons.
A eletrólise é um processo muito utilizado na indústria para a obtenção de diferentes
materiais e substâncias, entre as quais estão o alumínio, o cobre, o sódio,
o cloro e o flúor. Em função das especificidades, diferentes tipos de eletrólise recebem
diferentes nomes. A seguir, vamos estudar dois tipos de eletrólise: em solução
aquosa e ígnea.
A eletrólise aquosa, como o próprio nome diz, é aquela que ocorre em água.
De tão simples, ela pode ser feita em casa com pequenas pilhas. Como o solvente
é a água, além do eletrólito, tem-se também íons hidrônio (H 3 O + ou simplesmente
H + ) e hidroxila (OH – ) que vão competir com os íons resultantes da dissolução
do eletrólito para reagir, ou seja, pelo recebimento ou fornecimento de elétrons
nos eletrodos.
Outro tipo de eletrólise é a ígnea, cujo processo ocorre em material fundido. Nesse
processo, ao contrário da eletrólise aquosa, não existe competição entre os íons, pois
os únicos íons existentes são aqueles advindos da substância fundida. Esse tipo de
eletrólise é muito utilizado para obter metais a partir da fusão de seus minérios. Esse
processo de redução consome grandes quantidades de energia.
Para entender melhor, vamos analisar a eletrólise ígnea do KBr.
Ao aquecer uma substância iônica até sua temperatura de fusão, rompem-se os
retículos cristalinos e seus íons ficam livres (dissociados), podendo movimentar-se em
todas as direções. No entanto, quando uma corrente elétrica contínua passa através
dessa substância fundida, os íons positivos (cátions) se movimentam em um sentido
para receber elétrons, e os íons negativos (ânions), no sentido contrário para doar elétrons.
Portanto, para o brometo de potássio temos:
K + (l) + e – ( K(s)
2Br – (l) ( Br 2 (g) + 2e –
(reação no catodo)
(reação no anodo)
274

A reação global da eletrólise da substância é fornecida pelo somatório dessas duas
semirreações.
2K + (l) + 2Br – (l) ( 2K(s) + Br 2 (g) (reação global)
Um dos metais que requerem maior quantidade de energia é o alumínio, pre-
sente no minério bauxita (Al 2 O 3 ⋅ nH 2 O). Por isso, apesar de ser o metal mais
abundante na crosta terrestre, somente em 1886 o francês Paul Toussaint Héroult
[1863-1914] e o estadunidense Charles Martin Hall [1863-1914] propuseram, de
forma independente, um método de obtenção do metal por meio de um so industrial de eletrólise.
proces-
Ao passar uma corrente elétrica por uma solução de óxido de alumínio em criolita
fundida (Na 3 AlF 6 ), obtêm-se alumínio fundido e oxigênio, de acordo com as equações:
3+ −
Al () l + 3e → Al()
l
2−
O () l → O ( g)
+ 2e
2Al
3+
2
2 −
2
3
(l) + 3O − ( l) → 2Al( l ) +
O ( g
)
2
2
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
J. Yuji
Com a diminuição dos custos de produção,
o alumínio passou a ser utilizado em larga
escala em nossa sociedade.
Outro metal obtido por eletrólise ígnea é
o sódio, por meio da eletrólise do cloreto de
sódio fundido. O sódio metálico é utilizado
em laboratórios químicos e na confecção de
lâmpadas de sódio, empregadas em iluminação
pública por serem mais eficientes e econômicas
que as de mercúrio.
Outro produto obtido pela eletrólise do
sódio é o gás cloro, muito importante industrialmente.
O grande detalhe é que o processo
deve ser realizado de forma que esses produtos
não se encontrem, pois podem reagir
violentamente.
A produção de alumínio por eletrólise
consome grande quantidade de eletrodos
de carbono, oxidados pelo oxigênio
e formando dióxido de carbono,
além de enorme quantidade de energia,
cerca de 800 kW ⋅ h ⋅ m –3 . Para baixar a
temperatura de fusão do minério, adiciona-se
criolita, Na 3 AIF 6 .
→
Na eletrólise do cloreto
de sódio fundido utiliza-se
a célula de Downs
para que os produtos – sódio
e cloro – não entrem
em contato. Sem esse cuidado,
eles podem reagir
violentamente.
→
J. Yuji
275

Eletrodeposição
Pense
O que é um material cromado? Como é feito?
PILHAS E ELETRÓLISE
Metais como crômio, níquel, prata e ouro são muito resistentes a reações com
agentes corrosivos presentes na atmosfera. Já o oxigênio, os sais e a umidade são
um “veneno” para peças de ferro. Você já viu como os utensílios de ferro se estragam
no litoral?
Por outro lado, enquanto o custo do ferro é baixo, o custo dos metais acima citados é
muito alto. Como conciliar baixo custo com resistência à corrosão?
A solução encontrada pela indústria é a utilização de peças feitas com metais mais
baratos, como o ferro, mas revestidas com finas camadas de metais mais resistentes à
corrosão. Mais recentemente, a indústria tem produzido peças de plástico revestidas
com metal. Guardadas as proporções, é como construir um barco de papelão e encapá
-lo com plástico para não desmanchar.
O processo de deposição de finas camadas de metais sobre objetos pela passagem
de corrente elétrica em uma solução eletrolítica é denominado eletrodeposição
ou galvanoplastia. O objeto a ser revestido constitui o catodo numa solução
cujo eletrólito tem como cátion o metal a ser depositado. Há casos nos quais o metal
a revestir é colocado no anodo, onde é oxidado para, posteriormente, ser depositado
por redução no catodo.
Prata e ouro são muito utilizados para revestir joias feitas com metais mais baratos.
A prata é também utilizada no revestimento de talheres. Níquel e crômio são
muito utilizados em revestimentos de peças industriais e automotivas devido ao custo
relativamente baixo, à grande resistência à corrosão e à beleza estética. No caso do
crômio, a reação de redução que ocorre em meio ácido no processo de deposição é
descrita pela equação:
Cr 3 O 4 2– (aq) + 8H + (aq) + 6 e – ( 3Cr(s) + 4H 2 O(l)
Não se iluda, muitas peças
com brilho metálico
são feitas de plástico e
revestidas com uma fina
camada de crômio.
Hely Demutti
Pela equação, podemos observar que no processo de cromação há consumo de grande
quantidade de elétrons. Em termos industriais, isso significa um grande consumo de energia
elétrica. Mais adiante estudaremos as quantidades de energia produzidas por pilhas ou
consumidas nesses processos para a obtenção de metais a partir de seus íons. Mas, antes,
vamos ver outras aplicações da eletrólise.
276

Proteção catódica contra a corrosão
Pense
Como evitar a corrosão de um navio de aço que navega em um forte eletrólito – o mar?
CAPÍTULO
1
2
A corrosão é um fenômeno natural que ataca estruturas de metal e suas ligas. Pode-se
dizer que ela é a maneira que a natureza tem de fazer com que os metais voltem à forma
de seus minérios, que são óxidos ou sais. Entretanto, a corrosão de estruturas metálicas
tem um custo econômico enorme. Estima-se que a substituição de peças e objetos roídos custe anualmente ao mundo bilhões de dólares.
cor-
O estudo da corrosão é fundamental para que os engenheiros possam conservar os
equipamentos industriais que trabalham sob altas temperaturas e pressão e sofrem ataque
químico das substâncias com as quais entram em contato.
O ferro é um dos metais que mais se deterioram pela corrosão. Se não fosse o emprego
de mecanismos protetores, ter-se-ia a destruição completa da maioria dos materiais
metálicos ao longo do tempo. Para entender os mecanismos de proteção, veja te como ocorre a corrosão.
A ferrugem é o exemplo clássico de resultado de corrosão. Ela é constituída basica-
inicialmenmente
por óxido de ferro (III) hidratado (Fe 2 O 3 ⋅ H 2 O), apresenta cor marrom-avermelhada,
é porosa e quebradiça.
Casos interessantes de corrosão são o alumínio e o zinco, que se oxidam mais facilmente
que o ferro. Entretanto, seus óxidos formam camadas coesas que impedem o oxigênio
de entrar em contato com o metal, evitando que a corrosão se estenda material adentro.
Por isso, esquadrias (portas, janelas etc.) de alumínio perdem o brilho, devido ao óxido
formado, mas não se deterioram mesmo em condições altamente favoráveis à corrosão,
como em regiões litorâneas.
A grande maioria das estruturas metálicas é feita utilizando-se peças de aço, ou seja,
basicamente ferro. O ferro tem um potencial de redução (–0,44 V) relativamente baixo e,
por isso, é facilmente oxidado.
A oxidação do ferro ocorre em presença de oxigênio e água. Não ocorre na presença
de água sem oxigênio, nem na presença de oxigênio sem água. De forma simplificada,
todo processo pode ser representado pelas equações:
Fe(s) ( Fe 2+ (aq) + 2 e –
½O 2 (g) + H 2 O(l) + 2 e – ( 2OH – (aq)
Fe(s) + ½O 2 (g) + H 2 O(l) ( Fe 2+ (aq) + 2OH – (aq)
Hely Demutti
Estima-se que o custo
econômico anual resultante
da corrosão ultrapasse
2% do produto interno
bruto – PIB de um país.
No Brasil, isso equivaleria a
uma quantia superior a 30
bilhões de reais.
3
4
5
6
7
8
Ainda, na presença de oxigênio e água:
Fe 2+ (aq) + 2OH – (aq) ( Fe(OH) 2 (s)
Fe(OH) 2 (s) O 2 e H 2 O
Fe 2 O 3 ⋅ nH 2 O(s)
O material formado no final desse processo é a tão conhecida ferrugem (Fe 2 O 3 ⋅ nH 2 O).
Depois de iniciada a corrosão, sua rapidez vai aumentando porque o acúmulo de água
na ferrugem favorece as reações do processo. Portanto, a prevenção é o melhor método
de impedir a corrosão.
277

PILHAS E ELETRÓLISE
Uma das formas de evitar ou diminuir a corrosão é revestir o material de ferro com
uma camada protetora que evite seu contato com o oxigênio e a água. Isso pode ser
feito aplicando-se uma camada de esmalte, que é uma tinta à base de um polímero, ou
aplicando-se zarcão, que é uma tinta à base de óxido de chumbo, ou ainda revestindose
o material com outro metal mais resistente (eletrodeposição), como vimos no item
anterior. O processo de revestimento é o que se faz, por exemplo, em eletrodomésticos
de metal e em carros.
Hely Demutti
Hely Demutti
Na cozinha, podemos observar
diferentes formas
de proteção de metais:
a geladeira é pintada com
um esmalte.
Esta pintura de cor amarronzada é uma mistura à base de
óxido de chumbo (Pb 3 O 4 ) chamada zarcão. Ela é aplicada
antes da pintura definitiva, e sua função é proteger o ferro
para que este não entre em contato com o ar, resistindo
mais à corrosão.
Hely Demutti
A galvanização, descoberta
em 1741 e patenteada
em 1837, protege materiais
simples e baratos,
como a empregada na fabricação
de um balde, evitando
que, em locais com
pequenos arranhões ou
amassados, se iniciem processos
de corrosão.
Pintar um navio ou protegê-lo por eletrodeposição é dispendioso e difícil. Além
disso, qualquer arranhão na camada protetora seria o ponto de início da corrosão.
Por isso, em grandes estruturas sujeitas à corrosão, utiliza-se uma técnica
chamada proteção catódica, que consiste em colocar em contato com o ferro
(ou outro metal que se queira proteger) um pedaço de metal que se oxida mais
facilmente que ele.
Dessa maneira constitui-se uma pilha na qual o ferro é o catodo e o outro metal,
o anodo. Em situações que favoreçam a transferência de elétrons, este segundo
metal irá se oxidar, evitando a corrosão do ferro, sendo, por isso, chamado anodo
de sacrifício.
O metal mais comumente utilizado como anodo de sacrifício é o zinco. Além de
ser relativamente barato, ele tem potencial de redução menor que a maioria dos metais.
Essa utilização do zinco pode ser feita de duas formas. A primeira consiste em
dar um banho de zinco no material, denominado galvanização.
Outra forma de utilizar um anodo de sacrifício é fixá-lo ao material que se quer proteger,
de forma que os elétrons possam circular entre eles. Esse método é muito utilizado
pela indústria naval. Como os anodos de sacrifício são preferencialmente corroídos, há
que se trocá-los periodicamente.
Estruturas e materiais metálicos em contato com a terra e com a água também necessitam
de proteção catódica. Esses são os casos de torres de transmissão de corrente
elétrica, tanques de combustíveis enterrados sob os postos, tubulações subterrâneas de
água e combustíveis, estruturas portuárias etc.
278

Purificação de metais
CAPÍTULO
Processos de eletrólise bem controlados podem ser utilizados para a obtenção de
metais puros. Alguns exemplos são a recuperação de prata de filmes fotográficos e
de radiografias.
Outra importante aplicação da eletrólise é na purificação de metais, como o co-
bre. Nesse caso, as impurezas aumentam muito a resistência elétrica, e a utilização
de cobre impuro na confecção de fios elétricos aumentaria enormemente o consumo
de eletricidade.
O processo de purificação consiste em colocar o cobre com 99% de pureza, obtido
industrialmente, no anodo e aplicar uma corrente de forma a depositá-lo no catodo
com pureza de 99,96%. Esse método tem a desvantagem de ser muito lento: demora
cerca de um mês. Por outro lado, só o valor de seu subproduto, constituído de ouro,
prata e platina, é suficiente para cobrir o custo de todo o processo.
A purificação do cobre
na fabricação de fios pode
ser obtida por meio da
eletrodeposição.
Oksana2010/Shutterstock
1
2
3
4
5
6
7
8
Hely Demutti
Você nem imagina a quantidade de fios de cobre que existe ao seu redor; eles são fundamentais para o funcionamento
dos equipamentos elétricos. Entretanto, o cobre precisa ser muito puro, o que é conseguido por
meio de processos de eletrólise.
6 ASPECTOS QUANTITATIVOS DA
ELETRÓLISE: A LEI DE FARADAY
Pense
Qual é a quantidade de energia elétrica necessária para depositar 100 g de crômio em um objeto?
A
resposta para essa pergunta pode ser obtida experimentalmente em um laboratório
de forma simples. Em nosso caso, vamos primeiro conhecer um pouco da história
para depois entender bem os conceitos envolvidos.
A passagem de corrente elétrica através de uma solução iônica ou de um material
fundido pode levar à deposição de metal no catodo. Mas qual é a relação entre a quantidade
de corrente e a massa de metal depositada?
279

PILHAS E ELETRÓLISE
Hely Demutti
A transferência de elétrons de átomos de ferro para
átomos de cobre leva à formação de cobre metálico
e descoloração da solução de sulfato de cobre. Se esse
sistema metal-solução estiver ligado a um sistema com
um voltímetro, pode-se determinar a massa de cobre
depositada.
O físico e químico britânico Michael Faraday [1791-1867] pode ser considerado o pai
da eletroquímica por ter realizado boa parte das primeiras pesquisas nessa área, que o
levaram a propor os termos já tão usados neste capítulo: anodo, catodo, eletrólito, eletrólise
e eletrodo.
Também foi ele quem descobriu que a quantidade de eletricidade para depositar certa
massa de um metal é constante.
No caso do cobre, um dos metais mais fáceis de reduzir em laboratório, a reação que
ocorre no catodo é descrita pela equação:
Cu 2+ (aq) + 2e – ( Cu(s)
Pela equação, podemos perceber que para cada átomo de cobre são necessários dois
elétrons. Assim, é fácil perceber a relação estequiométrica. Entretanto, na época em que
Faraday realizou seus estudos, não se conheciam o elétron nem a estrutura do átomo.
Baseado em seus estudos quantitativos de deposição de metais, Faraday afirmou:
A quantidade de uma substância depositada eletroliticamente é proporcional à
quantidade de carga elétrica (Q) que atravessa o eletrólito.
Esse enunciado ficou conhecido como Primeira Lei de Faraday. A partir desse enunciado,
pode-se definir a equação:
m = K ⋅ Q
Nessa equação, m representa a massa da substância, K é uma constante de proporcionalidade
e Q é a quantidade de carga elétrica que percorre o sistema.
A quantidade de carga é dada em coulomb (C) e pode ser calculada multiplicando-se
a intensidade da corrente elétrica (i) pelo tempo (t), sendo portanto a unidade
de medida coulomb igual a ampère (A) por segundo.
Faraday determinou que, para a obtenção de um mol de diferentes substâncias,
são necessários valores de quantidade de carga múltiplos de 96 485 coulombs. Em
homenagem a ele, essa constante é denominada constante de Faraday, sendo representada
por F.
280

Posteriormente ao trabalho de Faraday, foram determinados os valores da constante de
Avogadro (6,02 ⋅ 10 23 mol –1 ) e a carga do elétron (1,60 ⋅ 10 –19 C), tornando possível verificar
que o valor da constante de Faraday é igual à carga de um mol de elétrons.
1 F = 96485 C/mol e –
Com os conhecimentos acumulados pela Química, atualmente é mais fácil entender
toda a lógica e o brilhantismo do trabalho de Faraday.
Compare o valor da constante F com o encontrado no terceiro item da análise de dados
do experimento anterior. Em princípio, os valores deveriam ser idênticos, mas como
o experimento não foi muito rigoroso, a diferença corresponde ao erro experimental.
Apesar de ter frequentado a escola somente até os 13 anos, Michael Faraday [1791-1867] sempre se interessou
pela Ciência e a ela dedicou sua vida. Entre outras proezas científicas, pode ser considerado o pai dos
motores e geradores elétricos.
Galeria Nacional de Retratos, Londres
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
Exercícios
1. Em que consiste a eletrólise?
2. Quais são as condições para que ocorra uma eletrólise?
3. Na eletrólise, em qual polo ocorrem reações de ção? E em qual polo ocorrem reações de
oxidaredução?
4. Qual é a diferença entre eletrólise ígnea e eletrólise
aquosa?
5. O que é um eletrodo inerte?
6. No processo de eletrólise em solução aquosa, tanto
o soluto como o solvente sofrem decomposição?
Justifique.
7. Qual é a importância da eletrólise?
8. Qual é a diferença, em termos de espontaneidade, entre
as reações que ocorrem na pilha e as reações que
ocorrem durante a eletrólise?
9. O hidróxido de sódio (NaOH) é uma substância muito
utilizada em nosso dia a dia na fabricação de diversos
produtos. Escreva a equação total da eletrólise
aquosa dessa substância, indicando a espécie que se
oxida e a que se reduz.
10. Em relação à eletrólise ígnea do cloreto de sódio NaCl(s),
responda ao que se pede:
a) Escreva as equações químicas que ocorrem em
cada eletrodo.
b) Quais são os produtos obtidos nessa eletrólise?
11. Em que consiste a galvanização?
12. Em relação à eletrólise, julgue os itens, marcando C
para os corretos e E para os errados.
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1) Tanto na pilha como na eletrólise, o polo positivo
é aquele em que ocorrem as oxidações.
2) No processo de eletrólise em solução aquosa, o
soluto é que sofre decomposição.
3) A eletrólise é uma reação não espontânea, exigindo
a passagem de corrente elétrica para se
processar.
4) Os eletrodos inertes são conhecidos como ativos
ou reativos.
5) Na eletrólise, a redução ocorre no polo negativo.
13. Julgue os itens a seguir, marcando C para os corretos
e E para os errados.
1) Todas as reações eletroquímicas envolvem transferência
de elétrons, sendo consequentemente reações
de redox.
2) Numa pilha galvânica produz-se eletricidade a partir
de uma reação não espontânea.
3) A força eletromotriz de uma pilha é a diferença
de voltagem entre os dois eletrodos.
4) A quantidade de eletricidade transportada por um
mol de elétrons é chamada faraday e é igual a
aproximadamente 96 500 coulombs.
5) Os potenciais-padrão de redução indicam a probabilidade
relativa das reações de redução de meiapilha
e podem ser usados para prever a espontaneidade
das reações.
14. A partir da eletrólise do cloreto de cálcio (CaCl 2 ), quantos
gramas de cálcio metálico (Ca) podem ser produzidos
com a passagem de uma corrente elétrica
i = 0,50 A durante 30 min?
Dado: Ca = 40 g/mol.
8
281

PILHAS E ELETRÓLISE
15. (UFPR-Adaptado) A preparação industrial de NaOH se
dá através da eletrólise em solução aquosa do NaCl,
de acordo com a reação abaixo:
2NaCl + 2H 2 O ( Cl 2 + H 2 + 2NaOH
Em relação à eletrólise do NaCl, é correto afirmar:
a) Na eletrólise, a oxidação ocorre no catodo.
b) A eletrólise é uma reação não espontânea, exigindo
a passagem de uma corrente elétrica para
se processar.
c) Somente substâncias iônicas, como o NaCl, conduzem
a corrente elétrica quando dissolvidos em
água.
d) Na reação são produzidos 4 mol de hidróxido de
sódio (NaOH).
16. (FCM-MG-Adaptado) Assinalar a alternativa incorreta
em relação à eletrólise de uma solução aquosa de
cloreto de sódio.
a) Liberta-se um gás no catodo.
b) No anodo ocorre a reação correspondente a
2Cl – (aq) ( Cl 2 (g) + 2 e
– .
c) Há uma reação do oxigênio da água por intermédio
da corrente elétrica.
d) Forma-se hidróxido de sódio ou os seus íons
correspondentes.
17. Analise as afirmações abaixo sobre a eletróse e indique
a alternativa incorreta.
a) O eletrólito permanece inalterado.
b) A corrente elétrica é transmitida através da solução
pelos íons presentes.
c) No anodo ocorrem reações de oxidação, no catodo
ocorrem reações de redução.
d) Os elétrons migram do anodo para o catodo pelo
circuito externo.
e) A quantidade de mols de ânions que migram para
o anodo é sempre igual à quantidade de mols de
cátions que migram para o catodo.
18. Na eletrólise em solução aquosa do hidróxido de sódio,
qual é a substância que se decompõe?
19. Consulte a tabela de Potenciais-Padrão de Redução
e escreva a equação de eletrólise do H 2 SO 4 diluído.
20. Com relação à eletrólise, o que diz a Lei de Faraday?
21. (Fuvest-SP) Água, contendo Na 2 SO 4 apenas para tornar
o meio condutor e o indicador fenolftaleína, é
eletrolisada com eletrodos inertes. Nesse processo,
observa-se desprendimento de gás:
a) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha
somente ao redor do eletrodo negativo.
b) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha
somente ao redor do eletrodo positivo.
c) somente do eletrodo negativo e aparecimento de
cor vermelha ao redor do eletrodo positivo.
d) somente do eletrodo positivo e aparecimento de
cor vermelha ao redor do eletrodo negativo.
e) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha
ao redor de ambos os eletrodos.
22. (Ufla-MG) Hidrogênio, alguns metais alcalinos e alcalinoterrosos,
alumínio e hidróxido de sódio são produtos
obtidos industrialmente por eletrólise.
As alternativas estão corretas, exceto:
a) Os metais alcalinos são produzidos através da eletrólise
ígnea de seus sais fundidos.
b) O gás hidrogênio (H 2 ) é obtido pela eletrólise da
água. Ele é formado no anodo, ao passo que o
oxigênio (O 2 ) é formado no catodo.
c) A quantidade de material depositado (ou gerado)
no catodo de uma célula eletrolítica é proporcional
à corrente fornecida.
d) Na eletrólise, o potencial gerado por uma fonte
externa é utilizado para provocar uma transformação
química.
e) O alumínio é obtido industrialmente de acordo
com a reação (eletrólise):
∆
2Al 2 O 3 4Al + 3O 2
criolita
23. (Uespi) Em relação à eletrólise, analise as afirmativas
seguintes:
1) Em qualquer eletrólise, ocorre uma redução no
catodo e uma oxidação no anodo.
2) Fundamentalmente, a eletrólise é um processo de
oxidorredução.
3) A eletrólise de sais só é possível quando eles são
dissolvidos em meio aquoso.
4) A eletrólise é uma reação de oxirredução
espontânea.
Estão corretas apenas:
a) 1 e 3.
b) 1, 2 e 3.
c) 1 e 2.
d) 2 e 3.
e) 3 e 4.
282

O que aprendemos neste capítulo
Pilhas eletroquímicas
b As pilhas eletroquímicas, denominadas células eletroquímicas, são sistemas químicos que consistem
em dois eletrodos, um anodo (ocorre a oxidação) e um catodo (ocorre a redução), separados por
alguma membrana que permite a troca de íons e conectados por um fio.
b As reações de oxidorredução podem ser utilizadas para gerar eletricidade em sistemas denominados
pilhas eletroquímicas. A primeira pilha eletroquímica foi construída pelo físico italiano Alessandro
Volta, em 1800.
b A pilha de Daniell consiste em uma placa de cobre mergulhada em uma solução de sulfato de
cobre 1 mol/L e uma barra de zinco mergulhada em uma solução de sulfato de zinco 1 mol/L,
conectados por um fio e um sistema de troca de íons.
b A capacidade de uma espécie química de reduzir ou oxidar, medida em relação ao ma hidrogênio (H 2 /H + ), é denominada, respectivamente, potencial de redução ou potencial
sistede
oxidação.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Potencial elétrico de pilhas
b O potencial elétrico de uma pilha é a sua capacidade de deslocar elétrons através de um
circuito fechado externo que pode realizar trabalho. Essa capacidade, diferença de potencial
(ddp), é dada em volts (V). O potencial-padrão da pilha será a diferença entre os potenciais
de seus eletrodos:
b ∆E 0 = E 0 catodo – E 0 anodo .
Pilhas e baterias
b A pilha é uma célula constituída por duas semicelas, um anodo e um catodo.
b A bateria é um conjunto de pilhas ligadas em série.
Eletrólise
b Eletrólise é o processo de indução de reações de oxidação e redução não espontâneas pela passagem
de corrente elétrica.
b O processo de eletrólise pode ser aquoso (solução eletrolítica) ou ígneo (sais fundidos).
Aspectos quantitativos da eletrólise: a Lei de Faraday
b De acordo com a Lei de Faraday, a massa de uma substância que sofre eletrólise é diretamente
proporcional à quantidade de eletricidade que passa pela solução.
283

UNIDADE 3
Química
para um
novo mundo
Koichi Kamoshida/Getty Images
Os novos conhecimentos sobre a estrutura atômica têm
possibilitado o desenvolvimento cada vez mais avançado de
novas tecnologias que ampliam as possibilidades de ação
humana. Isso exige mais responsabilidade dos químicos e
compromisso da sociedade com os desafios para que este
novo mundo seja melhor.
284

Como a Química vai criar
um novo mundo?
J. Yuji
Capítulo 8 Modelo quântico
1. A visão clássica do mundo físico
2. Modelo quântico para o átomo
3. A função de onda e os orbitais atômicos
4. A confi guração eletrônica e a tabela periódica
5. As ligações químicas e o modelo quântico
J. Yuji
Temas em foco:
• O microcosmo do mundo atômico:
luz para uma nova visão de mundo
• Química teórica e nanotecnologia:
perspectiva para um novo mundo
Hely Demutti
285

Capítulo 8
TRANSFORMAÇÕES E PROPRIEDADES DAS SUBSTÊNCIAS
Tema em foco
MODELO QUÂNTICO
Como a quântica mudou o modo de ver o mundo?
O que é nanotecnologia?
O MICROCOSMO DO MUNDO ATÔMICO:
LUZ PARA UMA NOVA VISÃO DE MUNDO
Compreender a estrutura da matéria sempre foi uma questão que instigou a mente humana. Ao longo da
história foram propostas diferentes interpretações para sua constituição. O trabalho de Dalton pode ser considerado
um marco neste estudo, pois foi quando as explicações passaram do campo filosófico e religioso para
o campo científico.
Gemini Observatory/AURA/Nasa
Desvelar o comportamento
da luz permite compreender
fenômenos distantes no macrocosmo
do Universo e,
ao mesmo tempo, no microscosmo
atômico.
286

AFP/Other Images
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Inspeção da radiação do solo durante um exercício de acidente nuclear em um porto em Macau, China. 13 nov. 2012.
No século XX, a compreensão da estrutura do átomo e, consequentemente, das substâncias e dos materiais
caminhou a passos largos. Da ideia de um átomo indivisível até a realidade de sintetizar átomos artificiais só foi
possível graças ao trabalho de um enorme contingente de cientistas, entre os quais se destacam os químicos e
os físicos.
Para isso foi necessário o desenvolvimento de modelos cada vez mais precisos, instrumentos e ferramentas
matemáticas mais sofisticadas. Esses, por sua vez, possibilitaram o desenvolvimento de tecnologias mais avançadas
que proporcionaram o avanço do conhecimento num ciclo que se retroalimenta.
Todo esse conhecimento e tecnologia possibilitou uma compreensão maior da estrutura do átomo.
Compreendendo o átomo, é possível também entender como eles interagem e constituem substâncias, e essas,
por sua vez, interatuam formando materiais, que vão constituir os objetos inertes e os seres vivos. A partir desses
modelos, os biólogos puderam decifrar muitos dos processos químicos que ocorrem no metabolismo dos
seres vivos, passando a manipular e controlar o curso da própria vida.
287

MODELO QUÂNTICO
Todas essas revoluções tiveram, de certa forma, origem no estudo da luz. É sua claridade que revela o mundo em
que vivemos: colorido, repleto de surpresas e rico em diversidade, sempre fascinando a mente humana. Esse fascínio
foi fundamental para o desenvolvimento da civilização e, pode-se dizer, colaborou para a criação de técnicas de domínio
do fogo. Mas a luminosidade do fogo não foi a única a chamar a atenção dos seres humanos; outras radiações
luminosas abriram as portas para novas revoluções tecnológicas. Aliada a esse fascínio foi fundamental a busca de
se repensar e explicar o mundo a partir de novas formas.
Na década de 1870, o físico inglês William Crookes [1832-1919] desenvolveu uma ampola de vidro de cristal
na qual se podiam observar raios luminosos que ficaram conhecidos como raios catódicos. Em 1895, o físico alemão
Wilhelm Röntgen [1845-1923], fazendo estudos com tubos de raios catódicos, descobriu os raios X, e o físico
francês Antoine Henri Becquerel [1852-1908], estudando os raios X, identificou a radiação natural produzida por
cristais de sais de urânio. Essas observações foram um preâmbulo para o nascimento de uma nova ordem no conhecimento
da Física – a Física Moderna.
SPL/Latinstock
A descoberta dos raios X
possibilitou, quase de imediato,
sua utilização em exames
de observação do corpo
humano. Radiografias ainda
estão entre as principais fontes
de informação clínica que
dispomos hoje.
08_f305_3Q_AJS
Foi uma luminosidade como a observada por Becquerel em 1895 que atraiu a atenção de um operário em Goiânia,
em 1987. Ao abrir uma cápsula de aparelho de radioterapia, esse operário acabou por provocar um acidente radioativo
com graves consequências na capital goianiense. Mas se acidentes como esse têm assustado a humanidade, por
outro lado têm sido incontáveis as revoluções tecnológicas derivadas de novas descobertas sobre o comportamento
da matéria advindas dos estudos sobre esses fenômenos.
Na primeira metade do século passado, o conhecimento sobre a estrutura do átomo avançou vertiginosamente.
Além de descobrir mais sobre a constituição e a organização do átomo, os cientistas também constataram que
era possível manipular grande quantidade de energia envolvida em transformações nucleares. Tal conhecimento
favoreceu inúmeras descobertas que hoje melhoraram a qualidade de vida das pessoas. Mas ao mesmo tempo
esse conhecimento foi utilizado para a fabricação de bombas nucleares, que, pelo seu potencial devastador, provocaram
terror e mortes.
Durante muito tempo o medo da energia e da radiação nuclear, provenientes de bombas atômicas, fora um dos
maiores tormentos da humanidade. Hoje, porém, nosso medo é outro: a humanidade teme o aquecimento global e
as alterações ambientais decorrentes da exploração e do uso descontrolado dos recursos naturais. As questões relacionadas
à geração de energia a partir de combustíveis fósseis e suas consequências nas alterações climáticas fazem
com que a energia nuclear seja vista sob outra perspectiva. O mundo mudou, e hoje do que temos maior medo é de
ficar no escuro, sem água, comida e sofrendo muito calor.
288

Mudou também a compreensão do mundo. A visão quântica levou ao domínio de uma infinidade de tecnologias
que está reduzindo o tamanho dos objetos e aumentando o controle sobre o mundo físico que nos rodeia. Os
circuitos computadorizados têm aproximado as pessoas e aumentado a capacidade de interação. Hoje, os jovens estão
interconectados com novas linguagens e possibilidades de manipulação simultânea, realizando em segundos o que se
gastava dias ou anos no passado. Isso ocorre devido ao domínio que temos sobre estruturas atômicas que possibilitam
a rapidez da troca de informações, por meio de transistores e microcircuitos. A revolução das tecnologias derivadas
do emprego do raio laser e do desenvolvimento da nanotecnologia possibilitou a miniaturização dos equipamentos
eletrônicos e contribuiu para a sua popularização.
Tudo isso gerou uma estrondosa revolução, que está marcando uma nova era para a
humanidade: graças à mudança no modo de ver o mundo e de interpretar o seu com-
Qualquer um pode ver o
portamento. A sociedade tecnológica do novo milênio tem uma outra visão de mundo.
mundo diante desta “ja-
O mundo globalizado possibilita a aproximação de pessoas distantes, que acompanham
nela virtual”! Pode ter
instantaneamente fatos ocorridos do outro lado do planeta.
certeza de que o entendi-
No entanto, o avanço científico e tecnológico não tem só vantagens. Ao mesmo temmento
dos modelos atôpo
que a tecnologia aproxima pessoas conectadas com o mundo distante, ela também
micos contribuiu muito
afasta outras que estão ao seu redor. Conquistamos cada vez mais o espaço, mas não
para isso.
vencemos a distância que nos separa da miséria na qual vive a maior parte da população.
Aumentamos a expectativa de vida, mas deixamos que nossos jovens morram
pelo uso de droga ou aliciamento do crime. Criamos remédios que curam
doenças antes letais, mas também criamos armas tecnológicas que podem matar
milhares com um simples apertar de botão.
Essas são contradições da sociedade atual que domina os universos macro e
microscópico, mas se afasta cada vez mais de nossa realidade próxima.
Foi preciso mudar o modo de ver o mundo para que se pudesse enxergar
as estruturas químicas que revolucionaram o nosso modo de viver.
A ciência deu passos gigantescos com as novas teorias. Ela demonstrou
que mesmo sem a observação direta, por meio da de e do uso de ferramentas teóricas, como as fornecidas pela
criativida-
Matemática, podemos propor novos modelos para o Universo
e, com base nisso, gerar novas tecnologias.
No presente capítulo, vamos ver os princípios da Mecânica
Quântica que revolucionou o mundo e como ela se diferencia
da visão clássica do Mundo Antigo. Esperamos que este estudo
ajude-o a despertar para a necessidade de uma nova
revolução: realizar transformações que diminuam o abismo
das diferenças sociais que existem no mundo e vencer
os desafios atuais pelo controle das alterações climáticas.
Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Debata e entenda
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
1. De acordo com o texto, a radioatividade pode provocar ou não danos à nossa saúde? Justifique.
2. Pode-se dizer que é correta a afirmação: todos os corpos terrestres estão sujeitos à radiação solar?
Justifique sua resposta.
3. O desenvolvimento científico e tecnológico só traz benefícios à sociedade?
4. Como é possível balancear os benefícios e os malefícios do desenvolvimento tecnológico?
289

MODELO QUÂNTICO
1 A VISÃO CLÁSSICA DO MUNDO FÍSICO
H omens e mulheres sempre propuseram modelos para explicar fenômenos naturais.
Desses modelos surgem outros mais elaborados e abrangentes. A teoria cinética
dos gases, por exemplo, explica o comportamento dos gases e fundamenta outros modelos
que explicam a natureza atômica da matéria. Os modelos propostos por Dalton,
Thomson, Rutherford e Bohr, entre outros, serviram de base para estudar vários processos
químicos até aqui.
Tanto a teoria cinética dos gases como os modelos de Dalton, Thomson e Rutherford
foram propostos com base nas leis da Física desenvolvidas pelo cientista inglês Isaac Newton
[1642-1727]. Essas leis marcaram um modo de pensar a matéria, hoje denominado clássico,
utilizando-se modelos mecânicos regidos por princípios de movimentos em que os
corpos de nosso mundo macroscópico são tratados como pontos materiais.
A Física Clássica por muito tempo explicou satisfatoriamente os movimentos dos corpos
celestes, o comportamento elétrico da matéria, os fenômenos ópticos e outros fenômenos
naturais. O grau de previsibilidade das teorias dominantes naquela época era tão grande
que os físicos consideravam que restava pouco a ser investigado no campo da Física.
Contudo, o espírito de inquietude humana levou à coleta de dados sobre fenômenos cujos
resultados começaram a ser incompatíveis com as teorias clássicas. Foram necessárias novas
teorias para explicar o mundo microscópico, porque as leis clássicas eram insuficientes
para isso. Os cientistas tiveram de desenvolver novos modelos teóricos. Começava uma
grande revolução nas Ciências.
Veja um pouco desses fatos.
No século XIX, a Física tinha leis muito bem estabelecidas para explicar o movimento
de partículas e o comportamento ondulatório de certos fenômenos, como o da propagação
do som e da luz. O comportamento da luz parecia perfeitamente explicado pela teoria
eletromagnética desenvolvida pelo físico escocês James Maxwell [1831-1879].
Acontece que estudos sobre a radiação térmica emitida por fornos apresentavam incompatibilidade
com a teoria ondulatória de Maxwell. Os estudos sobre os fornos eram
importantes sobretudo nas indústrias metalúrgicas, que, para obter melhor rendimento
térmico, precisavam de modelos que pudessem prever como seria o comportamento térmico
desses fornos.
Vidal Cavalcante/AE
No século XIX, havia interesse
em estudos sobre o comportamento
térmico de fornos
industriais. Isso acabou
contribuindo para novas descobertas
na Física.
290

Quando um forno é aquecido, ele absorve e emite
Corpo negro
calor até atingir um equilíbrio térmico em que o calor absorvido
é igual ao emitido, mantendo a partir daí a temperatura
constante. Os estudos do físico alemão Gustav
Robert Kirchhoff [1824-1887] concluíram que o calor emitido
pelos fornos só dependia da temperatura e não do
material do forno, ou seja, materiais diferentes dentro de
um mesmo forno emitem radiação da mesma cor. As pesquisas
de Kirchhoff levaram ao desenvolvimento de um
modelo de forno que ficou conhecido como corpo negro.
Corpo negro, termo introduzido por Kirchhoff em
1860, é uma construção teórica da Ciência. Ele é definido
como um corpo no qual toda radiação incidente é absorvida, sem que nenhuma o
atravesse ou seja refletida. Experimentalmente, uma aproximação de um corpo negro é
obtida quando uma grande cavidade possui uma pequena abertura pela qual qualquer
radiação que entre será refletida muitas vezes pelas paredes internas antes de escapar, aumentando
a probabilidade de ser absorvida, independentemente do material e do comprimento
de onda da radiação. Nesse caso o espectro da radiação emitida depende apenas
da temperatura das paredes do corpo.
Para a Física Clássica, a radiação do corpo negro seria resultado do movimento acelerado
de partículas carregadas eletricamente próximo à sua superfície. Ainda segundo as
leis clássicas, seria de esperar que a radiação emitida fosse contínua. Todavia, os dos encontrados mostravam que essa radiação era descontínua, variava em quantidades
resultatraduzidas
por números inteiros. Os gráficos obtidos com os dados experimentais não podiam
ser deduzidos matematicamente a partir de equações da Física Clássica.
A surpresa maior era que, ao aplicar a equação ondulatória da Física Clássica para
explicar a radiação do corpo negro, os resultados apontavam para uma catástrofe: o
valor da intensidade da radiação ultravioleta previsto seria muito maior do que o valor
medido experimentalmente. Esses resultados deixaram os físicos desconcertados:
como as leis, que pareciam tudo explicar, podiam levar a previsões catastróficas não
observadas em nosso cotidiano?
O físico alemão Max Karl Ernest Ludwig Planck [1858-1947], em vez de adequar os resultados
às teorias existentes, propôs, em 1900, um modelo matemático que se ajustou
aos resultados experimentais, introduzindo algo novo: o fato de a radiação ser absorvida e
emitida por meio de pequenos “pacotes” de energia, e não continuamente, como previa
a Física Clássica. A esses pacotes de energia foi dado o nome de quanta (plural de quantum,
que corresponde à menor quantidade de energia contida nos pacotes de energia).
Segundo Planck, a radiação das partículas oscilantes que emitem radiação em um corpo
negro seria prevista pela seguinte função:
oricio por onde
a radiação a ser
absorida entra ou
por onde ela pode
ser emitida
aluns modos de
oscilação da radiação
eletromantica
em uma caidade
ressonante
Um exemplo de corpo
negro é um corpo oco
com um orifício que liga
a parte externa à interna.
Por essa cavidade pode
entrar radiação que será
completamente absorvida,
após sucessivas reflexões,
pela superfície interna.
No processo inverso, a radiação
pode deixar o corpo
após emissões da superfície
interna.
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
E n = n ⋅ h ⋅ v
em que n é um número inteiro positivo, v é a frequência da radiação emitida e h, uma
constante denominada constante de Planck.
A questão da radiação térmica emitida por fornos não foi a única a contrariar as teorias
da Física Clássica. Resultados obtidos pelo chamado efeito fotoelétrico também
apresentavam discrepâncias em relação à Física Clássica.
A teoria ondulatória de Maxwell não conseguia explicar os resultados experimentais
do efeito fotoelétrico. Foi o físico alemão Albert Einstein [1879-1955] quem explicou
esse fenômeno. Para Einstein, a luz e as demais ondas eletromagnéticas devem
291

ser consideradas como um feixe de partículas, denominadas fótons. Cada fóton é um
pacote de energia, ou um quantum de energia, relacionado à frequência de radiação,
conforme prevê a equação de Planck (E = h ⋅ v). Ao ceder sua energia ao elétron do
metal, este acaba ejetado do átomo.
MODELO QUÂNTICO
J. Yuji
Para Planck, a energia é
transferida em “pacotes
de energia”, denominados
quanta. Essa
analogia indica que
a energia será transferida
em quantidades fixas
de energia
Micropix/Dreamstime.com
Em elevadores há sensores
que, sob a ação de
radiação ultravioleta,
produzem sinais elétricos.
Quando alguém impede a
passagem da radiação, o
sinal elétrico é interrompido
e o comando de fechar
a porta do elevador não é
acionado.
As explicações de Einstein ajustaram-se aos dados experimentais obtidos
nos estudos do efeito fotoelétrico. Estando esse modelo correto, a luz não
teria somente um comportamento ondulatório, conforme demonstravam os
estudos da Física até então. Desse modo, o comportamento da luz poderia
ser explicado por mais de um modelo: o ondulatório e o de partícula. Em
outras palavras, podemos dizer que a luz tem dupla natureza: corpuscular
e ondulatória.
O efeito fotoelétrico atualmente é aplicado em dispositivos de circuitos
eletrônicos e em controles remotos. Esse efeito ocorre porque a radiação,
ao incidir em uma superfície metálica, causa uma emissão de elétrons.
Uma nova Física foi desenvolvida, prevendo comportamentos de partículas
microscópicas (átomos, elétrons etc.) de forma diferente daquela
que estamos acostumados a verificar em nosso cotidiano.
Vamos ver, então, quais mudanças ocorreram no modelo atômico com
a introdução, no início do século passado, das leis que deram origem à
chamada Física Moderna.
Os modelos atômicos clássicos
Para o químico inglês John Dalton [1766-1844], o átomo seria uma partícula indivisível;
por isso, esperava-se que seu comportamento seguisse o previsto pelas leis da Mecânica
de Newton. Tudo isso parecia funcionar bem até que as Leis de Faraday sobre a eletrólise,
conforme vimos na unidade anterior, despertaram novos questionamentos.
Michel Faraday [1791-1867], físico e químico inglês, havia concluído que, na eletrólise,
uma mesma quantidade de eletricidade está associada à quantidade de átomos da substância
eletrolisada. Isso significava a existência de uma entidade ou unidade elementar
associada à eletricidade. Faraday resistiu em aceitar a hipótese da existência dessa entidade;
mais tarde, porém, o físico irlandês George Johnstone Stoney [1826-1911] levantou
essa hipótese e deu a essa entidade física o nome de elétron.
Desde 1858, eram comuns estudos com tubos de raios catódicos. Esses raios
eram observados quando uma descarga de alta voltagem atravessava um tubo contendo
ar, ou um gás qualquer, parcialmente evacuado. As paredes do tubo de vidro
tornavam-se fosforescentes, ou seja, emitiam luz. Essa radiação proveniente do tubo foi
chamada de raios catódicos.
292

Os estudos de raios catódicos foram marcantes no entendimento da natureza do
átomo. Foi a partir deles que se pôde identificar a emissão de raios X, cujos estudos
acabaram por conduzir à identificação de materiais radioativos. Também foi a partir dos
tubos desenvolvidos para os estudos sobre a natureza da matéria que se produziram tubos
comerciais de raios catódicos que deram origem aos aparelhos de televisão.
Alguns experimentos brilhantes com tubos de raios catódicos foram conduzidos pelo físico
inglês Joseph John Thomson [1856-1940] e seus colaboradores. Para os físicos da época,
o fenômeno da luminescência produzido nos tubos de raio catódico era intrigante. Para
alguns, esse fenômeno tinha natureza ondulatória. Thomson, com seus experimentos, demonstrou
que esses raios possuíam carga negativa e que seriam constituídos por partículas
extremamente pequenas. Como o fenômeno se repetia da mesma forma para diferentes
gases, Thomson propôs que essas partículas estariam presentes na constituição da matéria.
A partir de suas constatações e de outros estudos, Thomson propôs um novo modelo
para os átomos. Segundo ele, o átomo seria uma esfera maciça de eletricidade positiva e
densidade uniforme, mas que possuía pequenas partículas que estavam se movimentando
em anéis paralelos dentro dessa esfera, tendo todas elas carga igual e oposta à da esfera
do átomo. Por isso o átomo seria neutro. Portanto, enquanto para alguns físicos os raios
catódicos eram ondas, para Thomson eram pequenas entidades que seriam os elétrons.
Cálculos desenvolvidos tomando-se esse modelo como referência não foram consistentes
com dados experimentais, mas este continuou sendo aceito pela comunidade de
pesquisadores até 1911, quando Johannes Hans Wilhelm Geiger [1882-1945] e Ernest
Marsden [1889-1970], sob orientação do físico inglês Ernest Rutherford [1871-1937],
desenvolveram experimentos bombardeando lâminas de metais com partículas alfa (α).
Essas partículas são emitidas por átomos radioativos, conforme veremos no próximo
capítulo. Novamente, o fascinante mundo das radiações nos oferece dados para repensar
a natureza da matéria.
A interpretação que Rutherford deu aos dados experimentais foi a de que, ao contrário
do que pensava Thomson, o átomo não possui densidade homogênea, mas sim
duas regiões bem distintas: uma central, extremamente densa e pequena, onde estão
localizados os prótons, com cargas positivas, e outra, muito maior e pouco densa, onde
estão os elétrons.
odelos atmicos
clássicos
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Philip Evans/Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock
Um tubo de raio catódico é um tubo contendo gases rarefeitos, e nas suas extremidades tem polos elétricos.
Aplicando uma carga elétrica nesse tubo, há o aparecimento de uma luminosidade que ficou conhecida
como raios catódicos. Na interpretação de Thomson, os raios catódicos correspondiam a um feixe de elétrons
que se descarregava na ampola e provocava a luminosidade.
293

MODELO QUÂNTICO
Em seu clássico experimento, Rutherford demonstrou que as partículas alfa, constituídas
por cargas positivas, ultrapassavam a fina lâmina metálica ou eram desviadas como
se algo no interior do metal causasse isso. Rutherford desenvolveu cálculos para demonstrar
que o efeito do espalhamento da partícula alfa se dava por causa da carga positiva
do átomo, que deveria estar concentrada em uma diminuta região. Seus cálculos permitiram
a determinação do tamanho do núcleo atômico e foram todos compatíveis com os
dados experimentais obtidos. A hipótese do átomo nuclear estava claramente justificada,
mas restava ainda outro problema: como estariam arranjados os elétrons no átomo?
Rutherford, em seu modelo, propôs o que já havia sido proposto anteriormente pelo físico
japonês Hantaro Nagaoka [1865-1950]: que os elétrons estariam girando em órbitas semelhantes
às dos planetas que giram ao redor de suas estrelas. O giro em órbitas faz com que a
força centrífuga contrabalanceie as forças eletrostática e gravitacional do núcleo. Até aí as explicações
pareciam se encaixar nas leis da Física Clássica, porém nem tudo pôde ser explicado.
Parecia óbvio que, no novo modelo, não se poderia admitir que os elétrons estivessem
estacionados, pois se assim fosse eles naturalmente colapsariam com o núcleo pela força
atrativa, e dessa forma o raio atômico seria o próprio raio nuclear. Isso não seria compatível
com os dados experimentais, que demonstravam ser o raio atômico 10 000 vezes maior
do que o nuclear.
A hipótese de Rutherford para o movimento giratório era problemática, pois sabia-se
que um corpo carregado eletricamente em movimento circular seria constantemente acelerado.
De acordo com a teoria clássica do eletromagnetismo, proposta por Mawxell, dos os corpos carregados, quando acelerados, irradiam energia na forma de radiação ele-
totromagnética.
Para isso, o elétron estaria transformando sua energia cinética em energia
eletromagnética, o que implicaria a diminuição de sua velocidade em um movimento espiral
em direção ao núcleo.
Surgia um novo problema para a Física: como os elétrons poderiam manter-se ao redor
do núcleo sem colapsar, do modo previsto pela Física Clássica? Mais uma vez as teorias não
davam conta de explicar observações experimentais. Era preciso buscar um novo modelo
que admitisse outras condições para o comportamento das partículas no microcosmo.
J. Yuji
J. Yuji
De acordo com o modelo atômico de Rutherford, o núcleo do átomo
constituído por prótons, localizado em uma região muito pequena
no centro do átomo (observe que o esquema acima não está na proporção
correta), e os elétrons, que giram em torno do núcleo, com órbitas
semelhantes ao giro de um planeta ao redor do Sol.
O colapso do elétron no núcleo do átomo era previsto
pela Física Clássica, pois segundo suas teorias o elétron, ao
girar em torno do núcleo, perdia energia e iria diminuindo a
sua órbita até colapsar com o núcleo.
294

2 MODELO QUÂNTICO PARA O ÁTOMO
O
estudo do modelo quântico tem um caráter interdisciplinar entre a Química, a
Física, a Matemática e até a Filosofia. Ainda que esse estudo não possa ser completamente
desenvolvido no Ensino Médio, os seus princípios podem ser discutidos para
que se compreenda o seu sentido de busca de solução aos impasses da Física Clássica.
Esse modelo foi responsável por inúmeros avanços tecnológicos no século passado.
Conhecer algo sobre ele permite a você, como cidadão do século XXI, saber como o nosso
olhar sobre a matéria é bastante diferente da visão clássica de quase cem anos atrás,
que, apesar de ter sido a base de toda a Química do Ensino Médio estudada até aqui, não
é suficiente para explicar tudo.
O modelo quântico teve origem na Teoria dos Quanta, proposta em 1900 pelo físico
alemão Max Karl Ernest Ludwig Planck. Segundo sua tese, a radiação é emitida de
forma descontínua, em minúsculas quantidades fixas, denominadas quanta. De acordo
com essa teoria, a radiação emitida pelos corpos ocorre sempre em quantidades discretas
que se propagam na forma de pacotes de energia, denominados quantum. A Teoria
dos Quanta (plural de quantum) ) foi usada, em 1905, pelo físico alemão Albert Einstein
para explicar o fenômeno do efeito fotoelétrico; depois, por Bohr, em 1913, para formular
o seu modelo atômico; e, posteriormente, por diversos outros físicos, que veram um novo ramo de estudo na Física: a Mecânica Quântica. A partir da Mecânica
desenvol-
Quântica foi estabelecido um conjunto de princípios e leis para explicar o comportamento
energético dos elétrons no átomo.
Para chegar ao modelo quântico, vamos retomar as ideias do físico dinamarquês Niels
Henrik David Bohr [1885-1962], que aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford.
O modelo de Niels Bohr
A Física Clássica não conseguia explicar a estabilidade do átomo, pois, segundo suas
leis, os elétrons entrariam em colapso chocando-se com o núcleo.
Uma proposta para solucionar o impasse do colapso de elétrons foi dada por Niels Bohr.
Se imaginarmos que os elétrons estão girando em órbitas, como proposto por Rutherford,
deveria haver duas forças atuando sobre os elétrons: uma força de atração pelo núcleo
(força eletrostática) e outra força de energia translacional (força centrífuga).
Bohr considerou que essas duas forças deveriam ser numericamente iguais. Então, para
que o sistema ficasse estável, admitiu que a teoria de que o elétron perde energia ao girar
em torno do núcleo não se aplicaria aos sistemas em escala atômica. Com essa hipótese,
os físicos começaram a buscar novas leis.
A partir dessa suposição, Bohr postulou que, no átomo, os elétrons estão confinados
em certos níveis estáveis de energia, nos quais não há emissão de energia. Esses níveis
estáveis de energia foram chamados estados estacionários de energia.
Para Bohr, cada estado estacionário de energia seria associado a um nível de
energia – n, que pode assumir valores inteiros. Os níveis de energia dos átomos
atualmente conhecidos, em seus estados fundamentais de energia, permitem que
n assuma valores de 1 a 7. Cada um desses níveis seria descrito por uma órbita ao
redor do núcleo. A órbita mais próxima ao núcleo corresponderia ao nível de menor
energia: 1; enquanto a mais afastada corresponderia ao nível de maior energia: 7.
Ainda segundo Bohr, para os elétrons passarem de um nível inferior para outro
mais elevado de energia, eles teriam de absorver energia do meio externo, em
quantidade estritamente suficiente para isso. Já para retornar ao nível original, os
elétrons teriam de emitir de volta a energia absorvida, na forma de radiação.
núcleo
Planck propôs a Teoria
dos Quanta, que poste-
riormente deu origem à
Teoria Quântica.
Niels Bohr, físico dinamarquês
que trabalhou
com Thomson e Rutherford,
foi agraciado com o
Prêmio Nobel de Física em
1922 por trabalhos a respeito
da estrutura atômica
e das radiações.
Segundo a Física Clássica,
o elétron, ao girar em
torno do núcleo, perderia
energia e iria diminuindo
a sua órbita até colapsar
com o núcleo. Como resolver
esse problema?
elétron
energia
Library of Congress, Washington Karger-Decker/Interfoto/Latinstock
J. Yuji
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
295

Espectro visível
A radiação emitida ou absorvida será dada pela
diferença de energia entre os dois estados estacionários
(órbitas).
E final – E inicial = n f – n i
MODELO QUÂNTICO
400
400
De acordo com o modelo
de Bohr, quanto mais distante
do núcleo o elétron,
mais energia ele terá. Assim,
segundo Bohr, para o
elétron saltar para um nível
mais externo, ele precisa ganhar
energia, e ao retornar a
um nível mais interno ele perde
energia, que é liberada na
forma de radiação.
500 600 700
Essa diferença para Bohr corresponderia aos “pacotes
de energia” que Planck denominou de quanta.
Portanto:
E final – E inicial = h ⋅ v
Diferentemente do espectro
luminoso, que é contínuo,
os espectros atômicos
são caracterizados
por linhas espectrais.
A explicação de Bohr
afirma que cada linha corresponde
a um nível energético
do salto quântico
do elétron.
em que h é a constante de Planck e v é a frequência
da radiação emitida pelo elétron ao saltar de um
nível a outro.
Com esse modelo, que passou a ser mais conhecido
como Modelo Atômico de Rutherford-Bohr, foi
possível explicar também por que os átomos emitem
luminosidade quando absorvem energia. Um átomo,
ao absorver energia, pode posteriormente emitir radiações,
que, ao atravessar um prisma, podem ser decompostas
em um espectro. Os espectros atômicos não são contínuos como o espectro luminoso,
mas caracterizados por cores específicas, que se apresentam em linhas espectrais.
As radiações emitidas pelos átomos correspondem à energia emitida por seus elétrons
ao retornarem aos níveis energéticos mais baixos. Como os elétrons estão em níveis
500 600 700
Representação do modelo de ohr e o espectro atmico
eneria
crescente
liberação
de eneria
absorção
de eneria
4
3
2
1
radiação
emitida
no salto
untico
J. Yuji
estacionários, só serão emitidas radiações que correspondam à diferença entre os níveis
de energia do salto quântico. Por isso, os espectros atômicos são descontínuos, e cada linha
espectral corresponde a um nível de energia.
Com base nos postulados de Bohr, foi possível calcular teoricamente os espectros do
átomo neutro de hidrogênio e do átomo de hélio ionizado (He + ). A proximidade entre os
dados teóricos e os dados experimentais demonstrou a consistência do modelo proposto.
No entanto, o modelo de Bohr não permitia prever os espectros dos átomos com números
atômicos maiores, indicando a necessidade de aperfeiçoamento.
Um primeiro ajuste foi proposto, em 1916, pelo físico e matemático alemão Arnold
Sommerfeld [1868-1951]. Análises espectroscópicas refinadas mostraram que as
296

linhas espectrais não são simples; elas apresentam o que é chamado de estrutura fina,
isto é, consistem em várias linhas componentes que ficam bem próximas. Isso indicava que para
um mesmo estado estacionário de energia, nível de energia, deveriam existir subníveis de energia.
Em seu tratamento matemático, Sommerfeld propôs que, em vez de descrever órbitas
circulares, os elétrons descreveriam órbitas elípticas. Nesse caso, para Sommerfeld,
o núcleo do átomo estaria localizado num dos focos da elipse. Em seus cálculos, ele
levou em conta outra constante que estaria relacionada aos subníveis de energia. Esse
novo modelo ficou conhecido como Bohr-Sommerfeld.
Apesar de apresentar boas explicações para a estrutura fina, esse modelo ainda não
explicava os átomos com maior número de elétrons. Outras variáveis ainda precisariam
ser levadas em conta.
A dualidade onda-partícula da matéria
Como vimos, um dos problemas que atormentavam os físicos era o fato de o comportamento
da luz poder ser explicado tanto por uma teoria ondulatória como por outra
que a considerava uma partícula. Afinal, a luz é uma onda ou uma partícula?
O que parecia óbvio era que para explicar os fenômenos de difração e interferência da luz
devia-se levar em conta o modelo ondulatório, e para explicar o efeito fotoelétrico tinha de
ser levado em conta o modelo de fóton. Bohr, em seus estudos, já havia considerado que um
modelo era complementar ao outro e ambos deveriam ser considerados no estudo quântico.
Essa ideia foi ampliada, em 1924, pelo físico francês Louis de Broglie [1892-1987],
que propôs que não apenas os fótons apresentam características de onda e de partícula,
mas sim todas as formas de matéria. De Broglie sugeriu que toda partícula está associada
a um comprimento de onda , que poderia ser determinado pela seguinte equação:
Fotos: Hely Demutti
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
=
h
m ⋅ v
em que h é a constante de Planck, m é a massa e v, a velocidade da partícula.
Com essa expressão, Louis de Broglie representava sua hipótese da natureza dual da
matéria. O caráter ondulatório estaria representado pelo comprimento de onda e o caráter
corpuscular, pela quantidade de movimento m ⋅ v.
Até aquela época ainda não havia dados experimentais que demonstrassem a natureza
dual dos elétrons, mas, após a hipótese de Louis de Broglie, dois físicos estadunidenses,
Clinton Joseph Davisson [1881-1958] e Lester Halbert Germer [1896-1971], o fizeram.
Estava colocada a base para uma nova Física. Essa nova área da Ciência que descreve
os corpos e suas interações passou a ser chamada de Mecânica Quântica e revolucionou
conceitos como matéria, energia e causalidade. Essa revolução deu base para inúmeras
descobertas e invencões como, por exemplo, lasers, DVDs e células fotoelétricas. Porém, a
contribuição mais relevante dessa nova área foi a abertura dos novos horizontes de produção
de energia nuclear.
Mas ainda outros princípios e modelos precisavam ser incorporados à Mecânica Quântica
para lhe dar maior consistência.
O Princípio da Incerteza
A consideração do comportamento dual da matéria provocou outras mudanças na Física
Clássica. Até então, entendia-se, pelas leis de Newton, que se não houver forças atuando sobre
um corpo ele estará em repouso ou apresentará trajetória definida e movimento contínuo.
O modelo quântico
provocou uma revolução
na Física e permitiu o desenvolvimento
de muitas
tecnologias, como a
confecção dos chips dos
modernos computadores,
entre outras.
297

MODELO QUÂNTICO
Album/AKG/Latinstock
Heisenberg ficou conhecido
por apresentar o
postulado de que não é
possível determinar simultaneamente
a posição e o
momentum
de uma partí-
cula atômica, conhecido
como Princípio da Incerteza
de Heisenberg.
Assim, ao sair de um ponto (P i ) e ir para outro (P f ), esse corpo seguirá uma trajetória na qual
passará por todos os pontos entre P
i e P f . De acordo com as leis de Newton, sabendo a velo-
cidade e a trajetória desse corpo, podemos determinar sua posição exata a qualquer instante.
São essas leis que nos permitem fazer cálculos e determinações de grandezas, como
a velocidade e localização de um automóvel viajando entre duas cidades.
Contudo, aceitar a hipótese de comportamento dual é admitir que não existe mais
essa certeza. Por exemplo, em uma corda de violão, não podemos localizar precisamente
uma onda que se espalha por toda a corda.
Aplicada a equação que descreve o comportamento dual da matéria, demonstrou-se
que, ao contrário das equações da Física Clássica, não há como determinar, simultaneamente,
a posição e a velocidade de uma partícula.
Nesse sentido, o físico alemão Werner Karl Heisenberg [1901-1976] deu uma contribuição
para a Mecânica Quântica: propôs o princípio da incerteza na determinação simultânea
da posição e velocidade de uma partícula. A expressão probabilística que ele desenvolveu
foi incorporada às equações que buscam descrever o comportamento da matéria
segundo as novas leis da Física.
Aplicado esse fator probabilístico a corpos de grandes dimensões, constata-se que a
incerteza associada é praticamente desprezível; mas, quando se aplica esse fator a partículas
pequenas, como o elétron, a incerteza torna-se significativa.
Veja um exemplo: a velocidade de um automóvel em um determinado ponto é detectada
com relativa precisão por meio de radares que emitem uma onda de rádio refletida
pelo automóvel; ao retornar, essa radiação eletromagnética possibilita cálculos que determinam
a velocidade com que o automóvel se desloca. Essa radiação não altera de forma
significativa a velocidade do veículo, mas, se for usada para determinar a velocidade de
um elétron, ela logicamente provocará um grande desvio nele, já que este possui energia
de ordem de grandeza próxima.
Em síntese, o princípio proposto por Heisenberg, que ficou conhecido como Princípio
da Incerteza, considera que é impossível determinar ao mesmo tempo a velocidade e a
posição exata de um elétron. Essa impossibilidade está relacionada à interação entre o
instrumento de medida e o objeto sob investigação.
3 A FUNÇÃO DE ONDA E OS
ORBITAIS ATÔMICOS
Pelo que vimos até aqui, fica claro que os cálculos de energia dos elétrons não poderiam
ser mais desenvolvidos pela equação de Maxwell. Havia a necessidade de
desenvolver uma nova equação matemática que incorporasse os princípios já definidos:
a quantização do elétron em níveis e subníveis de energia, o seu caráter onda-partícula e
o Princípio da Incerteza. Foi o físico austríaco Erwin Schrödinger [1887-1961] quem conseguiu
propor uma solução matemática para calcular os níveis de energia do elétron. Em sua
abordagem, ele se apoiou na natureza ondulatória do elétron e para cada valor de energia
propôs uma função de onda, representada pela letra grega (psi), que permite chegar
a três variáveis denominadas números quânticos: principal, secundário e magnético.
Esses já haviam sido introduzidos de modo arbitrário para explicar os espectros atômicos.
A interpretação física dessa função foi dada posteriormente pelo físico alemão Max
Born [1882-1970]. Para ele, por meio dessa função de onda é possível descrever a probabilidade
de encontrarmos um elétron em uma dada região no espaço.
298

A equação de Schrödinger foi aperfeiçoada também pelo físico inglês Paul Adrien
Maurice Dirac [1902-1984].
A grande contribuição de Dirac foi conceber o que se pode chamar de movimento giratório
do elétron, que é descrito pela nova Física como spin, obtido como uma solução
do conjunto de equações que ele desenvolveu, e não como um parâmetro para ajustar o
modelo aos dados experimentais.
Esses estudos introduziram uma importante variável que descreve o elétron: o
número quântico. . Para cada conjunto de números quânticos corresponde um valor
de energia e uma função de onda. Cada uma dessas funções está associada a uma
distribuição espacial da probabilidade de localização do elétron no átomo. Essa região
de alta probabilidade (superior a 90%) de se encontrar o elétron foi denominada
orbital atômico.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
J. Yuji
Núcleo
Atômico
Densidade de
probabilidade de
encontrar o elétron
em torno do núcleo.
Onde é mais denso, a
probabilidade é maior.
Sua posição só pode
ser estabelecida
no momento do
experimento.
O modelo atômico de
Schrödinger sugere que
não é possível determinar a
trajetória do elétron em torno
do núcleo; o que se pode determinar
é uma certa energia
e, com isso, obter uma região
onde é mais provável encontrar
o elétron.
7
8
Dessa forma, podemos dizer que o modelo da Mecânica Quântica associa a energia
do elétron à probabilidade de sua localização por meio da função de onda que corresponde
ao orbital atômico. Assim, os orbitais são definidos, segundo sua energia,
por quatro números quânticos, que correspondem à localização “mais provável” de um
determinado elétron.
A denominação orbital sugere algo menos definido do que uma órbita, que foi proposta
por Bohr como trajetória do elétron. Podemos dizer então que:
Orbital é a região no espaço em que há alta probabilidade de encontrarmos
o elétron.
É interessante destacar que o elétron, considerando seu comportamento dual
e sua descrição feita pela Mecânica Quântica, não pode mais ser descrito como
uma pequena esfera. Com a Mecânica Quântica, o elétron passou a ser descrito
por seu comportamento.
Assim, segundo a Mecânica Quântica, não há como descrever fisicamente o elétron,
mas há como identificar sua energia e a probabilidade espacial de encontrá-lo.
Com recursos da computação, foi possível solucionar as equações de onda e obter
descrições espaciais dos diferentes orbitais. As soluções obtidas demonstram que
para cada nível energético existem subníveis de energia, os quais estão associados a
299

um determinado tipo de orbital. Em geral, os elétrons estão em quatro tipos de orbitais,
identificados pelas letras s; p; d e f. Esses orbitais são definidos por equações ma-
temáticas que permitem descrever formas em um sistema de eixos cartesianos, como
mostram as figuras a seguir.
MODELO QUÂNTICO
Representação que descreve os orbitais s, p
e
d, d
regiões de maior probabilidade de se encontrar o elétron
J. Yuji
O orbital s é o de menor energia. Ele é encontrado em todos os sete níveis de energia
do átomo. A sua descrição espacial pode ser tomada como a de uma esfera, como
mostra a figura.
Quando o elétron está no nível 1, representamos o orbital por 1s; quando está no nível
2, 2s; no nível 3, 3s; e assim por diante. A diferença desses orbitais é que os elétrons
de níveis superiores apresentam uma probabilidade maior de estar mais afastados do núcleo
do que os de níveis inferiores.
Um segundo tipo de orbital é o p. Esse orbital apresenta um formato aproximado ao
de um haltere (veja as figuras ilustrativas do quadro acima). Ele pode estar distribuído espacialmente
de acordo com três orientações, conforme mostra a figura. Dessa forma, para
cada nível energético, é possível encontrar três orbitais com a mesma energia.
Seguindo a ordem de energia, teríamos o orbital s, depois o p e em seguida o d. A
disposição espacial dos orbitais d já é mais complexa, e para cada nível energético é possível
a existência de cinco orbitais.
No caso dos orbitais f, em cada nível energético é possível a existência de sete
orbitais e sua representação gráfica torna-se mais complicada, motivo pelo qual não
a apresentaremos.
O físico austríaco Wolfgang Pauli [1900-1958] propôs um princípio, incorporado pela
Mecânica Quântica, segundo o qual, para um mesmo átomo, os elétrons deveriam possuir
300

um conjunto de quatro números quânticos diferentes. De acordo com esse princípio, nhecido como Princípio da Exclusão, , em cada orbital só pode haver no máximo dois
elétrons. A diferença entre esses dois elétrons está em uma propriedade física determi-
conada
pelo número quântico de spin, , que por sua vez está relacionado com uma propriedade
quântica sem um correspondente direto com o modelo clássico. O spin
está rela-
cionado com o campo magnético gerado pela rotação do elétron. Sabe-se, pelas leis do
eletromagnetismo, que uma partícula carregada eletricamente produz campo magnético
quando gira em torno de seu eixo próprio.
O Princípio de Exclusão de Pauli é um dos princípios fundamentais da Mecânica
Quântica. Ele pode ser constatado por uma simples observação. No átomo de Hélio ( 2 He),
se os dois elétrons no orbital 1s tivessem spins iguais ou paralelos (↓↓ ou ↑↑), os seus
campos magnéticos reforçar-se-iam entre si, tornando o átomo de hélio paramagnético.
Substâncias com essas características são capazes de serem atraídas por um ímã. Por outro
lado, se os spins estão disposto de forma antiparalela (↑↓ ou ↓↑), os efeitos magnéticos
tornam-se nulos e o átomo passa a ter uma característica diamagnética. Substâncias que
têm essa característica, como é o caso do hélio, são repelidas por ímãs.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Configuração eletrônica
A solução de função de onda para os átomos permite fazer previsões de como os
orbitais de um átomo vão interagir com os orbitais de seus átomos vizinhos.
Nesse estudo, torna-se importante identificar como os elétrons estão distribuídos
em seus diferentes níveis e subníveis energéticos. Essa distribuição é denominada de
configuração eletrônica.
O princípio básico para fazer a configuração eletrônica de um elemento químico consiste
em dispor os elétrons de seus átomos de forma que o conjunto tenha o menor estado
de energia possível. Esse estado de menor energia é chamado estado fundamental.
Como vimos, a determinação de energia de cada elétron é dada pela função da equação
de onda. Como não temos recursos matemáticos para determinar essa energia, podemos
usar um esquema muito prático, que foi proposto pelo químico estadunidense
Linus Carl Pauling, e que está fundamentado na resolução matemática da equação que
descreve o comportamento dos elétrons no átomo. Esse esquema ficou conhecido como
diagrama de Linus Pauling.
Veja como se aplica esse modelo para prever a configuração
eletrônica de um elemento químico. Para isso, vamos
relembrar alguns princípios da Mecânica Quântica.
Em geral, os elétrons ocupam sete níveis de energia num Subnível s p d f
átomo. Cada nível de energia apresenta subníveis que estão
associados aos orbitais. Como em cada orbital podemos ter Número de orbitais por subnível 1 3 5 7
no máximo dois elétrons, então os elétrons podem ser distribuídos
nos subníveis de energia, conforme quadro ao lado.
Número máximo de elétrons 2 6 10 14
Mas, se existem tantos subníveis, como é que podemos saber em que subníveis estarão
os elétrons dos átomos de um elemento químico?
De acordo com as previsões da Mecânica Quântica, nos níveis de energia dos átomos
existem quantidades de subníveis limitadas. O subnível s é o único que está presente em
todos os níveis. O quadro a seguir apresenta os subníveis possíveis e a quantidade máxima
de elétrons para cada nível.
301

MODELO QUÂNTICO
Nível de energia Subníveis possíveis Quantidade máxima de elétrons Número máximo de elétrons
1 s 2
2
2 s, p 2, 6
8
3 s, p, d 2, 6, 10
18
4 s, p, d, f 2, 6, 10, 14
32
5 s, p, d, f 2, 6, 10, 14
32
6 s, p, d 2, 6, 10
18
7 s, p 2, 6
8
Foi Linus Pauling quem propôs, com base em seus estudos,
um diagrama como o apresentado na figura ao lado,
conhecido como diagrama de Pauling, que permite prever a
distribuição eletrônica para os átomos de todos os elementos
químicos.
Mas em que se baseia esse diagrama?
O seu princípio consiste em ordenar os subníveis de
cada nível em uma ordem crescente de energia. As setas
que estão na diagonal indicam o sentido crescente de energia.
Para fazer a distribuição eletrônica de um elemento
químico por meio do diagrama de Pauling, basta considerar
a sequência:
• a primeira seta na parte superior indica o subnível de menor
energia: 1s;
• a seta seguinte indica o próximo subnível em energia: 2s;
• em seguida, vêm os subníveis da terceira seta na ordem
crescente: 2p e 3s, e assim sucessivamente;
• na sequência das setas, temos então os subníveis na seguinte ordem crescente de
energia: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d.
Sabendo a ordem de energia dos subníveis e a quantidade máxima de elétrons permitida
para cada subnível, pode-se identificar a configuração eletrônica de um átomo.
Sabe-se que o átomo tende a um estado de menor energia possível. Por isso,
os elétrons ocupam primeiramente os níveis e subníveis menos energéticos e sucessivamente
os posteriores, considerando o limite máximo de elétrons de cada nível
e subnível.
Pense
Onde é alocado o terceiro elétron de um átomo qualquer?
A distribuição eletrônica nos níveis de energia é feita de acordo com o número máximo
de elétrons que cada nível e subnível comporta e na ordem crescente de energia.
Observe o esquema a seguir.
302

Como vimos anteriormente, a ordem energética aumenta de cima
para baixo nos níveis e obedece ao sentido da seta na transversal,
que também aumenta de cima para baixo, nos subníveis.
Para saber onde será alocado o terceiro elétron, é preciso fazer
a distribuição de elétrons. Para isso, siga as etapas abaixo, que são
válidas para a maioria dos átomos:
• observe o número atômico para saber o número total de trons do átomo;
elécomplete
os subníveis com os elétrons, até atingir o total de elétrons
do átomo, obedecendo ao sentido da seta que indica a ordem
crescente de energia, sem ultrapassar o limite máximo de
• elétrons permitido, que é s 2 , p 6 , d 10 , f 14 ;
• preencha um subnível somente depois que seus antecessores tiverem completos.
Com base nesses passos, adota-se a seguinte representação na
esdeterminação
da configuração eletrônica:
iagrama para distribuição eletrnica de
Linus Pauling com indicação do número
máximo de elétrons por subnível
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
ignificado da simbologia adotada para indicar a configuração eletrnica
Vejamos um exemplo de distribuição eletrônica para o átomo de titânio (Z = 22).
Seguindo o diagrama de Pauling, a configuração eletrônica para o titânio no seu estado
fundamental será:
1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 , 3d 2
As regras de distribuição eletrônica acima adaptam-se à maioria
dos átomos dos elementos químicos, mas não a todos; alguns, como
é o caso do crômio (Cr) e do cobre (Cu), têm a distribuição alterada
da seguinte forma:
24Cu = 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 1 , 3d 5
29Cu = 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 1 , 3d 10
Observe que, de acordo com o diagrama de Pauling, a configuração
eletrônica esperada para o crômio (Z = 24) seria 4s 2 3d 4
e para o cobre (Z = 29) seria 4s 2 3d 9 . Temos aqui dois exemplos
de exceções à regra. Esse comportamento diferenciado é uma
consequência da proximidade das energias dos orbitais 3d e 4s,
mas não será nosso objeto de estudo. No entanto, serve para reforçar
o fato de a ciência ser construída de modelos que tentam
explicar e se ajustar à natureza. Os átomos não têm suas configurações
eletrônicas a partir do diagrama de Pauling. Ao contrário,
essa é uma tentativa de explicar e prever a forma como os elétrons
dos átomos se distribuem eletronicamente, de acordo com
o modelo quântico.
Configuração eletrnica
do átomo neutro de titnio
303

MODELO QUÂNTICO
4 A CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA E A
TABELA PERIÓDICA
O
modelo quântico é capaz de explicar uma série de processos químicos e fazer
previsões sobre possibilidades de modelagem (projeção) de moléculas. Entre as
várias explicações que esse modelo nos fornece, está a das propriedades químicas das
substâncias dos átomos dos elementos químicos. Com ele podemos prever quais ligações
químicas um átomo pode fazer com átomos de outros elementos químicos.
Essa previsão é bem ilustrada na classificação periódica dos elementos químicos. Henry
Gwyn-Jeffreys Moseley [1887-1915], físico inglês, associou a lei periódica ao número atômico
dos átomos. Com os estudos da Mecânica Quântica, pôde-se perceber que essa associação
se deve à configuração eletrônica. Assim, podemos dizer que a semelhança de propriedades
dos átomos dos elementos químicos está relacionada à semelhança de configuração eletrônica.
Observe no esquema abaixo que os elementos de uma mesma classe possuem o mesmo
subnível mais energético.
J. Yuji
Classes da tabela periódica
Note também que os elementos representativos possuem subníveis mais energéticos:
s ou p. Já nos metais de transição, o subnível mais energético é o d, e nos metais de transição
interna é o subnível f.
A posição dos elementos na tabela periódica também está associada à configuração
eletrônica de seus átomos. Átomos de um mesmo grupo possuem o mesmo número
de elétrons no último nível de energia. Com essas informações, podemos identificar a
localização de qualquer elemento químico na tabela periódica. Veja alguns exemplos.
Se tivermos a informação de que um átomo tenha Z = 20, logo podemos fazer
previsões sobre sua posição na tabela periódica, a partir da sua distribuição eletrônica
apresentada abaixo:
1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2
K L M N
2 8 8 2
A partir dessa configuração, podemos obter uma série de informações relacionadas
à tabela periódica. Conforme a configuração eletrônica em níveis energéticos, o átomo
possui elétrons em quatro níveis. Portanto, está localizado no quarto período da tabela
304

periódica. Como possui dois elétrons no último nível, está localizado no grupo 2 da tabela
periódica, ou seja, é um metal alcalinoterroso, sendo classificado como elemento
representativo. Se consultarmos a tabela periódica, veremos que o elemento químico
que está nessa posição e cujos átomos possuem tal distribuição é o cálcio (Ca).
Qual será a configuração eletrônica e localização do elemento químico cloro na tabela
periódica, que tem número atômico (Z = 17)?
De acordo com a configuração eletrônica, temos:
1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 5
K L M
2 8 7
Logo, o átomo de cloro possui três níveis e tem seu último elétron localizado no
terceiro nível. Com essa conformação, sua localização na tabela periódica é no terceiro
período e na família 17, sendo classificado como elemento representativo.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
5 AS LIGAÇÕES QUÍMICAS E
O MODELO QUÂNTICO
Átomos de elementos químicos de um mesmo grupo da tabela periódica formam
substâncias com propriedades químicas semelhantes. Isso porque nas reações
químicas ocorre formação de ligações químicas por meio da interação dos orbitais atômicos
mais externos.
Segundo a Mecânica Quântica, as ligações covalentes são formadas pela interação
de orbitais atômicos que se fundem originando orbitais moleculares. A formação desses
orbitais fornece uma configuração menos energética para os átomos, ou seja, uma
situação mais estável. Dessa forma, a previsão das ligações químicas pode ser feita pelo
estudo da Mecânica Quântica, que nos fornece resultados muito precisos sobre a possibilidade
ou não de formação de ligações químicas. É por meio desse princípio que os
químicos fazem modelagem de novas substâncias.
Quando estudamos as ligações químicas, adotamos a regra do octeto para prever a
formação de ligações químicas. Naquela ocasião, discutimos que essa regra era restrita
a átomos dos elementos representativos dos primeiros períodos da tabela periódica.
Veja o porquê.
Os elementos representativos possuem, como últimos subníveis, os orbitais s e p,
que podem conter juntos, no máximo, oito elétrons. Esses elementos, quando preenchem
todos os seus orbitais, atingem um estado de maior estabilidade. Ocorre que os
elementos que estão nos períodos mais baixos da tabela periódica possuem orbitais d
e f incompletos. Esses orbitais podem participar das interações eletrônicas, de forma
a dar estabilidade aos átomos com mais de oito elétrons em seus últimos níveis, pelo
preenchimento também desses orbitais d e f.
Substâncias com essas características apresentam octetos expandidos, como, por
exemplo, é o hexafluoreto de enxofre, uma substância muito estável. A configuração
eletrônica do enxofre no SF 6 mostra que, para cada um elétron, no nível de valência,
forma uma ligação covalente com um átomo de flúor perfazendo um total de doze
elétrons em torno do átomo central, como mostra a ilustração ao lado.
Configuração
eletrnica do enxofre
no
F
F
F
S
F
F
F
J. Yuji
305

MODELO QUÂNTICO
A partir dos modelos da Mecânica Quântica, nossa compreensão das estruturas químicas
muda significativamente. Uma ligação química não é simplesmente a união de pares
de elétrons ou a atração eletrostática entre estruturas. Podemos dizer que a ligação química
está associada à superposição de orbitais que se entrelaçam e que podem ser previstos
por funções de onda que expressam as interações entre os átomos, seus núcleos e elétrons.
Dois modelos que exemplificam a superposição de orbitais atômicos são as ligações
químicas sigma (σ) e pi (π).
A ligação sigma ocorre quando há superposição frontal de dois orbitais atômicos formando
um orbital molecular. Essa ligação pode ocorrer entre dois orbitais s, ou entre um
orbital s e um orbital p, ou entre dois orbitais p, conforme ilustrado no esquema abaixo:
→
J. Yuji
sigma σ
Representação de orbitais
atômicos de dois átomos diferentes
que se unem formando
uma ligação ma, representada após a
sigseta.
Na realidade, a junção
desses dois orbitais vai gerar
um novo orbital molecular
com um formato diferente
do que está indicado no esquema
ao lado.
→
→
sigma σ
sigma σ
Veja, por exemplo, uma possível representação para uma ligação sigma entre dois orbitais s.
Na ligação sigma (σ) entre
dois orbitais s, observe
que o orbital molecular
tem um formato
oval, e não esférico.
orbitais atmicos
→
orbital molecular
sigma σ
J. Yuji
A ligação pi ocorre entre a junção de dois nódulos de orbitais que se unem de forma
paralela, como acontece entre orbitais p representados no esquema abaixo.
J. Yuji
A união de dois orbitais
p lateralmente leva
à formação de um orbital
molecular com dois
nódulos que representam
a região de maior probabilidade
de se encontrar os
elétrons ligantes.
→
306

Abaixo, temos o exemplo da ligação pi (π) entre dois orbitais p de dois átomos de
carbono, na substância eteno. Observe que a representação da ligação pi (π) no eteno
mostra duas regiões em que os elétrons ligantes se encontram acima e abaixo dos cleos
núatômicos.
CAPÍTULO
1
J. Yuji
2
3
4
5
6
7
8
Enquanto na ligação sigma (σ) o orbital molecular fica entre os dois núcleos dos átomos ligantes, na ligação
pi (π) eles ficam acima e abaixo do plano em que se encontram os núcleos.
Nas cadeias carbônicas, as ligações simples são ligações sigma (σ); as ligações
duplas são constituídas por uma ligação sigma (σ) e uma ligação pi (π); e as ligações
triplas são constituídas por uma ligação sigma (σ) e duas ligações pi (π).
As ligações pi (π), por se situar em planos acima do núcleo, são suscetíveis de
atração por alguns grupos de átomos, formando novas ligações com eles.
Conhecendo essas estruturas, os químicos orgânicos conseguem fazer a previsão
de uma série de reações químicas, como, por exemplo, adicionando átomos nas cadeias
carbônicas, conforme vimos no capítulo 5 deste volume.
Veja, então, que o estudo dos modelos atômicos tem permitido o desenvolvimento
no campo da Química e de outras ciências, em diversas pesquisas científicas
e aplicações tecnológicas revolucionárias, bem como no desenvolvimento de
novos materiais.
Os modelos teóricos permitem ao químico utilizar computadores para estudar
transformações e propriedades de substâncias e materiais existentes, além de prever
a estrutura e as interações de substâncias que ainda não existem.
Dessa forma, é possível simular interações e transformações em computadores,
antes de se processar as reações em bancada, permitindo a economia de tempo,
mão de obra e recursos na pesquisa de substâncias e materiais destinados a diferentes
aplicações, que vão da confecção de peças para automóveis ao desenvolvimento
de novos fármacos.
As propriedades de um material conferem uma função específica, tornando-as úteis
ao criar produtos, dispositivos, máquinas, entre outros. Nesse contexto, emerge um campo
que interatua com as áreas clássicas da Química, ultrapassando as fronteiras dessa
ciência e interagindo com outras, tais como a Física, a Biologia, a Engenharia etc.
Entre os novos campos de estudo, surge a Ciência dos Materiais, que se dedica à síntese,
caracterização, entendimento de propriedades e estudo de aplicações de novos e antigos
materiais.
Outro novo campo de estudo que surge a partir da Mecânica Quântica é
a nanotecnologia.
307

MODELO QUÂNTICO
Tema em foco
QUÍMICA TEÓRICA E NANOTECNOLOGIA:
PERSPECTIVA PARA UM NOVO MUNDO
Pense
Afinal, o que é Química Teórica?
A Química, como ciência experimental, sempre desenvolveu seus métodos de síntese a partir de reações realizadas
em laboratório. Entretanto, hoje, os químicos contam com ferramentas poderosas da Mecânica Quântica que
permitem, por meio de sofisticados programas de computador, a modelagem de novas moléculas e a previsão das
suas propriedades, auxiliando no desenvolvimento de novas substâncias e novos materiais para fins diversos. Essa
nova área da Química, conhecida como Química Quântica ou Química Teórica, é um promissor campo de pesquisa
e tem possibilitado o desenvolvimento de importantes tecnologias.
A modelagem molecular consiste da aplicação de modelos teóricos para representar e manipular estruturas químicas.
Seu estudo envolve, principalmente, químicos e físicos, aumentando a interseção entre essas duas ciências.
Enquanto muitos químicos passam horas em laboratórios fazendo reações e analisando as propriedades dos materiais
obtidos para identificar as substâncias envolvidas e desenvolver modelos explicativos para suas propriedades, os químicos
teóricos ficam diante de computadores resolvendo equações que descrevem o comportamento de estruturas
moleculares, arranjos e estados energéticos viáveis que podem ser obtidos em laboratórios.
Acervo dos Autores
Utilizando computadores como
ferramenta de trabalho,
químicos teóricos modelam
moléculas de substâncias
conhecidas ou de substâncias
ainda inexistentes.
O surgimento de uma forma de compreender o universo físico, por meio da Mecânica Quântica, não se restringiu ao
nosso universo imediato, no qual manipulamos e experimentamos a matéria. Ela nos permitiu entender melhor o universo
macroscópico, no qual estão os corpos celestiais, e também o universo microscópico, no nível de moléculas e átomos.
Pense
O que é nano? O que é nanotecnologia?
308

É considerada o marco do nascimento da nanotecnologia a palestra do físico estadunidense
Richard Phillips Feynman [1918-1988], proferida em 29 de dezembro de
1959, intitulada “Há muito espaço lá embaixo” (There’s plenty of room at the tom). Nessa ocasião, Feynman sugeriu que, em um futuro não muito distante, os engenheiros
poderiam “pegar átomos” e colocá-los onde bem entendessem. Essa realidade
veio a se materializar no final do século passado, com estudos em um nova área
bottecnológica:
a nanotecnologia.
Em nosso cotidiano, quando nos referimos a massa falamos em quilograma (kg).
Ou seja, mil gramas. Falamos também em quilômetro (km), centímetro (cm), litro (mL). Assim como kilo, centi e mili, nano é um prefixo de unidade do Sistema
mili-
Internacional (SI), e seu símbolo é n. . Um nanômetro (1 nm) significa 0,000000001 tros (1 ⋅ 10 –9 nm). Uma unidade de medida tão pequena não tem utilidade no nosso
cotidiano, mas é ideal para medir átomos e moléculas. Uma molécula de água
me-
mede cerca de 0,3 nm.
As nanopartículas já existem há muito tempo, fabricadas pela natureza. Se considerarmos
que os organismos vivos são constituídos de moléculas dessa ordem de tamanho,
podemos afirmar que nano é a escala das estruturas biológicas.
Um microscópio óptico permite ver partículas cuja imagem é aumentada por meio
de lente. Com ele, podemos aumentar até 1000 vezes o tamanho dos objetos. Mas, por
mais que se tenha tentado, não é possível melhorar os microscópios ópticos para ver moléculas,
porque eles dependem da interação das moléculas com a luz visível, e esta tem
comprimento de onda da ordem de nanômetros, fazendo com que não seja refletida e a
imagem apareça difusa.
Uma possibilidade de identificar propriedades de átomos e moléculas como entidades
físicas surgiu com o desenvolvimento do microscópio de tunelamento. Esse microscópio
não usa lentes, mas sim uma agulha cuja ponta contém apenas um átomo que passa
muito próximo ao material em estudo. Ao se aplicar uma diferença de potencial (corrente
elétrica) entre o material e a agulha, mesmo sem que se encostem, ocorre fuga de corrente.
Ou seja, elétrons passam da agulha para o material, gerando uma corrente chamada
corrente túnel, da ordem de nanoamperes e inversamente proporcional à distância entre
a agulha e o material. Esses sinais são processados por computadores que constroem
imagens da superfície, permitindo-nos visualizar o material ou a molécula. Estudos posteriores
e o aprimoramento do microscópio de tunelamento permitiram a manipulação de
átomos individuais na construção de moléculas e estruturas.
Por seus trabalhos em
Física Teórica, Richard
Phillips Feynman foi
agraciado com o Prêmio
Nobel de Física, em 1965.
Sinais elétricos emitidos no
microscópio de tunelamento
e processados
por computadores permitem
a construção de imagens
que dão uma ideia
da superfície do átomo
analisado.
M. Heynen/Wikipedia Commons
SPL/Latinstock
Shelley Gazin/Corbis
Science Source/Photo Researchers Inc./Latinstock
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
Gerd Binnig [1947-] e
Heinrich Rohrer [1933-]
foram agraciados com o
Prêmio Nobel de Física, pelo
desenvolvimento do primeiro
microscópio de tunelamento,
em 1986, junto com Ernst
Ruska [1906-1988] criador
do primeiro microscópio
eletrônico.
309

MODELO QUÂNTICO
A associação de modelos teóricos da Mecânica Quântica e de tecnologias, como os computadores e o microscópio
de tunelamento, permitiu o desenvolvimento da nanociência e, consequentemente, da nanotecnologia.
As nanopartículas são porções da matéria na escala entre 10
–7 e 10 –9 m. Temos como exemplo de nanopartículas
os nanotubos de carbono, que têm aproximadamente 100 nanômetros de extensão. Cerca de 1000 vezes mais finos
que um fio de cabelo humano, são mais leves e mais resistentes do que o aço. Com tais propriedades e podendo
ser construídos industrialmente, esses nanotubos poderão ser utilizados na construção de automóveis e aeronaves,
além de possibilidades de aplicações em microeletrônica e na Medicina.
J. Yuji
Essa ilustração produzida
em computador representa
uma estrutura de um tipo
de nanotubo de carbono.
Podemos dizer que
um nanotubo de carbono é
basicamente uma folha de
grafite enrolada na forma
de um cilindro, com diâmetro
da ordem de 1 nm.
Algumas inovações advindas da nanotecnologia já estão incorporadas à sociedade ou são promessas para o
futuro próximo. Plásticos que contêm nanopartículas embalam e vedam melhor, favorecendo a conservação dos
alimentos por mais tempo. “Línguas eletrônicas” contendo nanopartículas já são utilizadas para testar a qualidade
de vinhos. Cosméticos prometem agir de maneira inteligente na pele e nos cabelos por conter nanopartículas; roupas
com essa tecnologia não precisam ser lavadas, pois se tornam autolimpantes quando expostas ao sol. Também há
medicamentos que evitam efeitos colaterais por serem liberados lentamente e se difundir melhor pelo organismo
devido à presença de nanopartículas.
Hely Demutti
Imagine alguém usar a mesma cueca várias semanas sem problemas de higiene.
Isso é possível graças à tecnologia dos materiais, favorecida pela nanotecnologia.
Cientistas japoneses desenvolveram um tipo de tecido autolimpante que repele
líquidos e pode até matar bactérias que causam o mau cheiro. Nos EUA, os militares
em combate usam esse tipo de roupa para evitar trocas e lavagens.
310

A nanotecnologia possibilita criar dispositivos que funcionam a partir de uma única molécula ou de um
pequeno conjunto de átomos, despertando o interesse dos cientistas. Ela já tem sido aplicada em diversas
áreas: na Medicina, está presente, por exemplo, em estudos de novos medicamentos, implantes e cura
de doenças, como o mal de Parkinson e a aids; na Engenharia, é empregada em estudos de microscopia,
eletrônica e novos materiais; na Informática, no desenvolvimento de simuladores, modelos e ferramentas; na
Biologia, é ferramenta para o estudo de células e DNA; na Física, está presente em estudos de sólidos e de
semicondutores; na Química, é aliada importante no estudo de moléculas e polímeros, com o desenvolvimento
de tintas, aditivos, catalisadores e lubrificantes.
CAPÍTULO
1
2
3
4
Daniel Karmann/dpa/Corbis/Latinstock
5
6
7
8
Esse instrumento permite obter imagens completas da vascularização de tumores, utilizando nanopartículas para combater o câncer.
As pequenas partículas nano são introduzidas nos tumores com a ajuda de um forte ímã. Erlangen, Alemanha,14 set. 2011.
Feynman, antes de terminar sua palestra, em 1959, prometeu dois prêmios em dinheiro: um para quem conseguisse
construir um motor elétrico menor do que a cabeça de um alfinete e outro para quem conseguisse reduzir em
25 mil vezes a página de um livro. O primeiro feito ocorreu em 1960 e o segundo, em 1986. O Instituto Foresight
oferece um prêmio de US| 250 mil, chamado de Feynman Grand Prize, a quem produzir um nanocomputador de
50 nanômetros ou um braço mecânico de 100 nanômetros.
No entanto, como em outros casos no desevolvimento da humanidade, nem tudo é maravilha. Com a nanotecnologia
surgem questões: será que o uso da nanotecnologia só traz vantagens? E a nanotoxidade?
As nanopartículas, devido à sua dimensão reduzida, podem facilmente penetrar no organismo e se difundir,
provocando reações indesejadas. Acredita-se que é preciso pautar os estudos sobre essa ciência em valores éticos,
necessitando de regulamentação e habilidades específicas para lidar com esses materiais. Mas ainda não há nenhum
tipo de regulamentação, leis ou princípios de ética.
311

MODELO QUÂNTICO
Exercícios
1. Apesar de bem estabelecida, que dificuldades a Mecânica
Clássica enfrentou no final do século passado?
2. O que é um quantum
de energia?
3. Como era o modelo atômico de Dalton?
4. Após os estudos realizados por Thomson, por que o
modelo de Dalton não podia mais ser aceito?
5. Decreva o modelo atômico de Rutherford.
6. Analise as afirmativas abaixo e marque a alternativa
incorreta.
a) A princinpal diferença entre um orbital e uma órbita
de Bohr é que a órbita possui um elétron viajando
ao longo de um caminho específico, enquanto
um orbital é uma região do espaço onde é maior a
probabilidade de se encontrar um elétron.
b) Rutherford elaborou um modelo semelhante a
um sistema planetário, onde os elétrons se distribuíam
ao redor do núcleo como os planetas
em torno do Sol.
c) Na experiência realizada por Rutherford os resultados
mostraram que no centro do átomo existe um
núcleo muito pequeno e denso.
d) Níveis de energia são regiões ao redor do núcleo
atômico onde o elétron não pode se movimentar,
caso contrário ele perde toda sua energia.
e) Quando um elétron que ocupa um determinado
nível energético recebe energia externa, ele absorve
essa energia e salta para um outro nível mais
energético, nesse caso o átomo se encontra no
estado ativado.
7 Qual foi a crítica feita em relação ao modelo de
Rutherford?
8. Que relação existe entre a eletrosfera dos elementos e
os espectros descontínuos?
9. O que são níveis de energia no átomo?
10. As torcidas vêm colorindo cada vez mais os estádios
de futebol com fogos de artifício. Sabemos que
se obtêm as cores desses fogos usando-se certos
elementos químicos. Para obter a cor vermelha, um
dos mais usados é o estrôncio (Z = 38). Explique
como ocorre esse fenômeno, de acordo com o modelo
de Bohr.
11. De acordo com Bohr, por que os elétrons não se movem
em espiral para dentro do núcleo?
FAÇA NO CADERNO. NÃO ESCREVA EM SEU LIVRO.
12. Quais foram as ideias centrais na adoção do modelo
de Bohr?
13. Diferencie órbita de orbital.
14. O que diz o Princípio da Incerteza?
15. Quais foram as ideias centrais na adoção do modelo
do orbital?
16. Analise as sentenças abaixo e marque a incorreta:
a) Em cada orbital, podem ser encontrados no máximo
2 elétrons, desde que tenham spins opostos.
b) Os elétrons de um átomo preenchem sempre um
subnível de cada vez, sendo primeiro o de menor
energia.
c) A distribuição em ordem de energia para o átomo
de ferro (Z = 26) é 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 3d 6 , 4s 2 .
d) Um elétron no seu estado de energia mais baixo
encontra-se no estado fundamental e quando
está no nível mais elevado de energia diz-se num
estado excitado.
e) Níveis de energia são regiões ao redor do núcleo
atômico onde os elétrons podem se movimentar
sem perder nem ganhar energia.
17. (Fuvest-Adaptado) Desenhe um orbital s e um orbital
p. Qual o significado dos desenhos propostos?
18. Defina ligação química do ponto de vista da regra do
octeto e da teoria dos orbitais.
19. Analise as afirmações e marque a alternativa incorreta.
a) Na adoção do modelo atômico de Bohr, foram feitas
experiências usando partículas alfa que colidem
com uma lâmina metálica.
b) De Broglie sugeriu que os elétrons teriam comportamento
de partícula-onda.
c) O princípio básico da configuração eletrônica consiste
em dispor os elétrons de forma que o átomo
tenha um menor estado de energia, chamado estado
fundamental.
d) Erwin Schrödinger conseguiu propor uma solução
matemática para descrever a trajetória do elétron.
Em sua abordagem, ele procurou descrever a trajetória
do elétron por meio de uma função que ficou
conhecida como função de onda.
e) Segundo a Mecânica Quântica, não temos como
descrever fisicamente o elétron, mas temos
como identificar sua energia e a probabilidade
espacial de encontrá-lo.
312

20. O modelo atômico de Rutherford não conseguiu explicar
o seguinte impasse: se o elétron, que é uma partícula
elétrica, estivesse emitindo energia continuamente, sua
velocidade de rotação ao redor do núcleo acabaria diminuindo
e, após certo tempo, o elétron cairia sobre o
núcleo. Esse impasse começou a ser explicado por Niels
Bohr [1885-1962] a partir do estudo dos espectros dos
átomos dos elementos químicos. Sobre o novo modelo
e comparando esse com os modelos antigos, julgue os
itens, marcando C para os corretos ou E para os errados.
1) O modelo de Bohr não aproveitou nenhuma terística dos modelos antigos.
2) No teste da chama, a luz característica de cada
caracsubstância
deve-se à sua própria cor.
3) Os elétrons, segundo Bohr, movem-se ao redor do
núcleo em camadas.
4) As cores dos fogos de artifício podem ser explicadas
pelo modelo de Bohr.
5) O modelo de Bohr foi o primeiro a determinar que
os prótons encontram-se no núcleo.
21. Como é chamada a quantidade de energia absorvida ou
liberada por um elétron ao passar de um nível para outro?
22. Como é considerado o comportamento do elétron de
acordo com a teoria moderna?
23. Qual é a relação do Princípio da Incerteza com os sistemas
microscópicos?
24. (UFV-MG) O sal de cozinha (NaCl) emite luz de coloração
amarela quando colocado numa chama. Com base
na teoria atômica, é correto afirmar que:
a) os elétrons do cátion Na + , ao receberem energia da
chama, saltam de uma camada mais externa para
uma mais interna, emitindo luz amarela.
b) a luz amarela emitida nada tem a ver com o sal de
cozinha, pois ele não é amarelo.
c) a emissão da luz amarela deve-se a átomos de oxigênio.
d) os elétrons do cátion Na + , ao receberem energia da
chama, saltam de uma camada mais interna para
uma mais externa e, ao perderem a energia ganha,
emitem-na sob a forma de luz amarela.
e) qualquer outro sal também produziria a mesma
coloração.
25. (UFMG) De um modo geral, os sucessivos modelos
atômicos têm algumas características comuns entre
si. Com base na comparação do modelo atual com os
outros, a afirmativa correta é:
a) no modelo de Dalton e no atual, cada átomo é
indivisível.
b) no modelo de Rutherford e no atual, cada átomo
tem um núcleo.
c) no modelo de Rutherford e no atual, os elétrons
têm energia quantizada.
d) no modelo de Bohr e no atual, os elétrons giram
em orbitais circulares e elípticos.
e) no modelo de Dalton e no atual, as propridades
atômicas dependem do número de prótons.
26. Qual é a configuração eletrônica para o elemento químico
que apresenta número atômico 35?
27. O elemento químico apresenta configuração eletrônica
terminando com 4s 2 , 3d 1 . Qual é o número de prótons
desse elemento?
28. De acordo com a tabela periódica atual, o que têm em
comum os elementos localizados em um mesmo período
e em uma mesma família?
29. Qual é o período e o grupo em que se situa um elemento
de configuração eletrônica 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 3 ?
30. Localize o sódio (Na = 11) e o magnésio (Mg = 12) na
tabela periódica.
a) Em que família (coluna) estão esses elementos?
b) Faça a configuração eletrônica em subníveis de
cada um.
31. Assinale a alternativa correta:
a) A estrutura eletrônica do átomo de cálcio (Z = 20)
é 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 3d 2 .
b) Os orbitais 1s e o 2s possuem forma esférica e se
situam simetricamente em torno do núcleo.
c) A semelhança de propriedades dos átomos dos
elementos químicos não está relacionada à semelhança
de configuração eletrônica.
d) Segundo a Mecânica Quântica, as ligações
covalentes são formadas pela interação de
orbitais moleculares que se fundem originando
moléculas.
e) Utilizando a ordem de energia dos subníveis e a
quantidade máxima de elétrons permitida para cada
subnível, não é possível identificar a configuração
eletrônica de um átomo.
32. Assinale a alternativa incorreta.
a) Os elementos representativos possuem, como últimos
subníveis, os orbitais s e p, que podem conter
juntos, no máximo, oito elétrons.
b) Ligação covalente é aquela que envolve um par
eletrônico que é compartilhado pelos dois átomos.
c) A configuração eletrônica também está associada à
posição dos átomos dos elementos na tabela periódica.
Portanto, átomos de um mesmo grupo possuem o
mesmo número de elétrons nos seus últimos níveis.
CAPÍTULO
1
2
3
4
5
6
7
8
313

MODELO QUÂNTICO
d) O modelo quântico é capaz de explicar uma série
de processos químicos e fazer previsões sobre possibilidades
de modelagem (projeção) de moléculas.
e) De acordo com as previsões da Mecânica Quântica,
os níveis de energia dos átomos são dados por
quantidades fixas de energia.
33. (UFMG) A representação do átomo de hidrogênio
abaixo pretende evidenciar uma característica do
modelo atômico atual.
Assinale a alternativa que apresenta essa característica.
a) Baixa velocidade de um elétron em sua órbita.
b) Forma circular das órbitas eletrônicas.
c) Impossibilidade de se definir a trajetória de um
elétron.
d) Presença de numerosos elétrons no átomo neutro.
e) Proporção dos tamanhos do próton e do elétron.
34. A respeito das ligações pi (π) e sigma (σ), marque a
alternativa incorreta:
a) As ligações pi (π) podem ser formadas a partir de
orbitais tipo p.
b) Na formação de uma molécula, nas ligações pi os
átomos devem interpenetrar seus orbitais atômicos
formando um orbital molecular.
c) A ligação sigma (σ) é uma ligação forte que
pode ocorrer entre dois orbitais s ou entre um
orbital p.
d) A ligação pi (π) é uma ligação que ocorre entre
a junção de dois nódulos de orbitais que
se unem de forma paralela, como ocorre entre
orbitais p.
e) As ligações sigma (σ) somente ocorrem após a
realização de uma ligação pi (π) entre os átomos.
35. (UFRGS-RS) O modelo de átomo sofre adaptações
com o advento de novos conhecimentos que se
obtêm sobre a natureza da matéria. Há alguns
eventos ocorridos na primeira metade do século
XX que foram particularmente importantes. Na
coluna numerada, estão listados seis nomes que
emprestaram decisiva contribuição para o modelo
atômico atual. Na outra coluna, estão indicadas
J. Yuji
três contribuições que devem ser associadas com
seus respectivos autores.
1) Niels Bohr
2) Louis de Broglie
3) Albert Einstein
4) Max Planck
5) Ernest Rutherford
6) Erwin Schrödinger
( ) Os elétrons ocupam níveis de energia.
( ) Os elétrons têm caráter corpuscular e de onda
simultaneamente.
( ) Uso de soluções matemáticas obtidas através da
Mecânica Quântica para descrever o elétron.
A relação numérica, de cima para baixo, da coluna
com parênteses, que estabelece a sequência correta
das associações é:
a) 1, 2, 6.
b) 5, 2, 6.
c) 1, 2, 4.
d) 1, 3, 6.
e) 5, 3, 4.
36. Nanotecnologia em uma leitura poética
“Foi realizada em São Paulo uma mostra chamada
Nano, que não é uma aula sobre nanotecnologia, e
sim uma mostra que busca, a partir do conceito de
nano, uma relação sensorial e contemplativa com seus
visitantes. ‘Estamos propondo às pessoas um momento
de reflexão, de meditação sobre como será o nosso
futuro’, prega a curadora Anna Barros. Na instalação
Nanomandala, por exemplo, podemos observar
o lento e belo processo de criação de uma mandala
por monges tibetanos, a partir de um único grão de
areia. Já em Zerowave, os visitantes interagem por
meio da sombra com umas espécies de bolas, chamadas
buckballs, que na verdade são moléculas de
carbono 60. ‘A interação não é apenas lúdica; ela tem
uma base científica por trás’, explica o nanocientista
Gimzewski. B.G.”
Folha de São Paulo, 21 abr. 2008.
A respeito da nanotecnologia, marque a alternativa
incorreta:
a) A nanotecnologia tem por objetivo criar novos materiais
e desenvolver novos produtos e processos
baseados na crescente capacidade da tecnologia
de manipular átomos e moléculas.
b) A nanotecnologia é uma tecnologia específica, que
absorve algumas técnicas, baseadas na Física, na
314

Química, na Biologia, na Ciência e Engenharia de
Materiais e na Computação, que visam a estender
a capacidade humana de manipular a matéria até
os limites do átomo.
c) A base da nanotecnologia é o fato de que não só
oferece produtos aperfeiçoados como também uma
ampla variedade de melhores meios de produção.
d) A nanotecnologia permite melhorias na qualidade
de fabricação de materiais. Sendo os átomos
colocados de modo preciso, desaparecem quase
que completamente os problemas ligados às impurezas
e aos defeitos nos materiais. Assim, é
possível fabricar materiais mais compactos, utilizando-se
muito menos matéria.
e) Com o desenvolvimento da nanotecnologia, se faz
necessário estabelecer um conjunto de normas
éticas pelos institutos, empresas e governos que
manipulam tal tecnologia.
CAPÍTULO
1
2
3
4
O que aprendemos neste capítulo
A visão clássica do mundo físico
5
6
7
8
b Modelo atômico de Dalton: esfera maciça, indivisível e eletricamente neutra.
b Modelo atômico de Thomson: esfera maciça carregada positivamente, incrustada de cargas negativas.
b Modelo atômico de Rutherford: núcleo denso e positivo e com uma eletrosfera negativa.
b O efeito fotoelétrico levou à proposição de que a energia seria absorvida ou emitida em pequenos
“pacotes”, chamados de quanta.
b Considera-se que a luz tem comportamento ondulatório e corpuscular.
Modelo quântico para o átomo
b Modelo atômico de Bohr: núcleo positivo e uma eletrosfera dividida em níveis de energia.
b Matéria apresenta características de onda e de partícula: surge a Mecânica Quântica.
b Modelo atômico atual ou quântico: os elétrons estão distribuídos em níveis e subníveis de energia.
A configuração eletrônica e a tabela periódica
b Com base nos estudos da Mecânica Quântica, pôde-se perceber que a semelhança de propriedades
dos átomos dos elementos químicos está relacionada à semelhança de configuração eletrônica.
A Química Teórica e a nanotecnologia
b A Química Teórica tem por objetivo elaborar teorias e modelos que representem a complexidade da
matéria e suas transformações.
b Da Química Teórica surge a nanotecnologia: tecnologia de novos materiais que envolvem estruturas
na ordem de grandeza do nanômetro (nm).
As ligações químicas e o modelo quântico
b De acordo com a Mecânica Quântica, as ligações químicas estão associadas à superposição de
orbitais. Dois modelos que exemplificam a superposição de orbitais atômicos nas ligações químicas
são as ligações químicas sigma (σ) e pi (π).
315

Gabarito
UNIDADE 1
Capítulo 1
Exercícios (p. 34 a 37)
3. c
4. Orgânicos 01; 04 e 16; Inorgânicos: 02, 08 e 32.
Δ 5. a) NH 4 OCN(s) ( (NH 2 ) 2 CO(s)
7. a.
8. a) C b) C C
9. a) H C C C H
b)
c)
H
H
H
H
H
H
H C O C C C H
H
H
H
H
H
H
H C C C C H
H
H
C
d) C
C
H
H
C
C
H
H
C
H
H
10. b. 11. c. 13. C 10 H 12 O 2 14. d.
15. b. 16. b.
17. a) 4 carbonos terciários. b) C 19 H 28 O 2 .
18. a) C 9 H 11 O 3 N c) C 6 H 6 Cl 6
b) C 5 H 5 N 5 d) C 10 H 8
19. (1) C (2) C (3) E (4) E
H
H
20. a) H C H c) H C O H
H
H
H H
b) H C C H d) Cl C O
H H
Cl
23. 3 primários, 10 secundários e 3 terciários.
24. I – Normal, Insaturada e Homogênea.
II – Normal, Saturada e Homogênea.
III – Normal, Saturada e Heterogênea.
IV – Ramificada, Insaturada e Heterogênea.
25. b. 26. d. 27. c. 28. 01, 04.
29. e. 30. c. 31. c.
32. a) Isomeria de função. b) Isomeria de cadeia.
c) Tautomeria. d) Isomeria de posição.
33. d. 34. d. 35. a.
Exercícios (p. 54 a 56)
1. b. 2. 10 átomos de Carbono.
4. Hidrocarbonetos.
7. a) alcadieno. b) alcadieno. c) alceno.
d) alcino. e) ciclano. f) ciclano.
g) ciclano. h) cicleno. i) cicleno.
j) aromático. k) aromático. l) aromático.
10. a. 11. C n H 2n+2 ; C 5 H 12 12. C 5 H 10 e C 5 H 8
21. (1) E (2) E (3) C (4) E 22. d. 23. d.
24. b, c. 25. d. 26. b. 27. b.
28. 1) E 2) C 3) C 4) C
29. 1) E 2) E 3) C 4) C 5) E 6) C
30. a.
34. Fórmula estrutural plana:
H
H
H
C C C
C
H
H
H
H
H
Fórmula molecular: C 4 H 8
35. d. 36. d. 37. (1) C (2) E (3) E (4) C
38. a) C b) C c) C d) E e) C
39. Destilação fracionada.
Capítulo 2
Exercícios (p. 77 a 79)
13. Aldeído e álcool. 14. HCHO = metanal.
16. Álcool (poliálcool) e éter.
17. a)
b)
O
fenol
OH
éter
O
CH 3 vanilina
C
H
aldeído
CH 3
carvona
O
cetona
H 2
C CH 2
18. Fenol e álcool. 19. a) Poliálcool. b) C 6 H 14 O 6 .
20. c 21. e 22. a 23. 1) E 2) C 3) E 4) E
24. 1) C 2) C 3) E 4) E 5) C
25. d 26. c. 27. II e III. 28. a.
Exercícios (p. 92 e 93)
1. Fenol (difenol), álcool e amina (amina secundária).
7. d 8. b
13. CH 3 CH 2 OH + HOOC(CH 2 ) 2 CH 3 (
CH 3 CH 2 OOC(CH 2 ) 2 CH 3 + H 2 O
15. Amina e ácido carboxílico.
17. a) Amina primária. d) Amina terciária.
b) Amina secundária. e) Amina terciária.
c) Amina secundária.
18. a) Aldeído, fenol e éter. b) Amina e éster.
c) Amina, amida e ácido carboxílico.
d) Amina e éster.
19. Amida e o grupo funcional R K CONH 2 .
21. b. 22. a. 23. e. 24. a.
25. 1) E 2) C 3) C 4) E 5) E
26. 1) E 2) C 3) E 4) C 5) C
Capítulo 3
Exercícios (p. 113 e 114)
2. a) Propano. b) 2-metilbutano.
c) 2,2-dimetilpentano.
d) 4-etil-2,6,6-trimetiloctano.
3. a) 2-metilbutano.
H H H H
H C C C C H
H H H
H C H
H
b) 2,3-dimetilpentano.
CH 3
CH CH CH 2
CH 3
CH 3
CH 3
c) 3,3- dimetil-hexano.
H
H C H
H H H H
H C C C C C H
H H H H
H C H
H C H
H
d) 3-etil-3-metil-hexano.
CH 3
CH 3
CH 2
C CH 2
CH 2
CH 3
CH 2
CH 3
e) 3,4-dimetilpent-1-eno.
H 2
C C
H
C
H
C
H
CH 3
CH 2
CH 3
f) 3-etil-pent-1-eno.
H
H 2
C C
H
C C 2
H 5
C 2
H 5
g) 3-metilbut-1-ino.
CH C C CH 3
CH 3
h) 5-etil-4,4-dimetil-hept-2-ino.
CH 3
C 2
H 5
CH 3
C C C CH CH 2
CH 3
CH 3
4. d 5. c. 6. a.
8. a) but-1-eno. c) 4,4-dimetil-hex-2-eno.
b) 3-metilpentan-2-ol. d) 3-etilpentan-2-ol.
9. d. 10. 3-etil-4-metilpent-1-eno.
12. a) hex-2-ino. b) 3-metilpentan-1-ol.
c) 2,2-dimetilbutanal. d) 4-metilpentan-2-ona
13. a) 4-etil-4,5,5-trimetilnonano.
b) 3-etil-4,5,5-trimetil-hept-2-eno.
Exercícios (p. 118 e 119)
1. a) 1-hidroxi-2-metilbenzeno ou
o-hidroximetilbenzeno.
316

) 1-hidroxi-4-metilbenzeno ou
p-hidroximetilbenzeno.
c) 1-hidroxi-3-etilbenzeno ou
m-hidroxietilbenzeno.
d) 1-hidroxi-3-etil-4-metilbenzeno.
2. a) CH 3
CH 2
O CH 2
CH 3
b)
c)
d)
CH
CH 3 CH
3
CH 2 O CH
2
O CH 2 CH
2
CH 3
3
CH
CH 3 O
3
O CH
CH 2
2 CH
CH 2
2 CH
CH 3
3
CH 3
O CH 2
CH 2
CH 3
CH
CH 3 O CH CH
3
O CH CH 2 CH
2
CH 3
3
CH 3
O CH CH 3
3
CH 2
CH 3
CH 3
O CH O CH 3
3
O CH 3
3. a) Ácido propanoico. b) Ácido pentanoico.
c) Ácido 2-metilbutanoico.
d) Ácido 2-etil-hexanoico. e) Ácido benzoico.
4. e.
5. a) Etanoato de etila. b) Etanoato de benzila.
c) Butanoato de isopropila.
d) Metanoato de isopropila.
e) Benzoato de metila.
É bom ler
Unidade 1
6. a) etilamina. b) etimetilamina. c) isobutilamina.
d) 1-amino-3-metilbenzeno ou m-metilanilina.
7. d. 8. e.
9. a) HCONH 2 = metanamida.
H C O
NH 2
b) H 3 CCH(CH 3 )CH 2 CONHCH 3 =
N,3-dimetilbutanamida
H 3
C CH CH 3 C O
CH 3 NH CH 3
c) H 3 CCH 2 CH(CH 3 )CH(C 2 H 5 )CH 2 CON(CH 3 )
CH 2 CH 3 =
N,3-dietil-N,4-dimetil-hexamida.
N,4-dimetil-hexamida.
H 3
C CH 2 CH CH CH 2 C O
CH 3 C 2 H 5 N
CH 3
C 2 H 5
d) CH 3 K CH(CH 3 ) K CONH 2 =
2-metilpropanamida.
H 3 C CH C O
CH 3 NH 2
e) (C 6 H 5 )CONH 2 = fenilmetanamida ou
benzanamida.
C 6 H 5 C O
NH 2
10. Ácido carboxílico e amina.
11. Ácido carboxílico, amina, amida e éster
12. amida, cetona, álcool, amina, fenol e haleto.
13. a) Cloroetano. b) 2-bromopropano.
c) Tetracloroeteno. d) Nitrometano.
e) Nitrobenzeno.
14. c.
Exercícios (p. 135)
3. Morfina: fenol, éter, álcool e
amina = 4 grupos funcionais.
Quinina: éter, imina, álcool e amina =
4 grupos funcionais.
BECKOUCHE, P. Indústria: um só mundo. São Paulo: Ática, 1998.
CANTO, E. L. Plástico: bem supérfluo ou mal necessário? São Paulo:
Moderna, 1996.
CHIAVENATO, J. J. Ética globalizada & sociedade de consumo. São
Paulo: Moderna, 1998.
COTRIM, B. C. Drogas: mitos e verdades. São Paulo: Ática, 1997.
FARIAS, R. F. Introdução à química do petróleo. Rio de Janeiro: Ciência
Moderna, 2008.
LOPES, C. Cara a cara com as drogas. Porto Alegre: Sulina, 1997.
NARCISO JR., J. L.; JORDÃO, M. P. Petróleo: o ouro preto. São Paulo:
Editora do Brasil, 2008.
OLIVEIRA, F. Bioética: uma face da cidadania. São Paulo: Moderna, 1997.
Unidade 2
CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm? Para onde
vão? São Paulo: Moderna, 1996.
CHAGAS, A. P. Argilas: essências da terra. São Paulo: Moderna,
1996.
Unidade 3
BRAGA, M.; GUERRA, A.; REIS, J. C. Bohr e a interpretação quântica
da natureza. São Paulo: Saraiva, 2005.
MARTINS, B. J. A história do átomo: de Demócrito aos Quarks. Rio
de Janeiro: Ciência Moderna, 2008.
PAMPLONA, M. A. et al. Mosaico – saúde pública: história, políticas
e revoltas. São Paulo: Scipione, 2000.
PIRES, M. H. Somos todos diferentes!: convivendo com a diversidade
do mundo. São Paulo: Moderna, 2002.
RODRIGUES, R. M. Vida e alimentos. São Paulo: Moderna, 1994.
SALVADOR, E.; USBERCO, J.; BENABOU, J. E. A composição dos
alimentos. São Paulo: Saraiva, 1996.
SOUZA, H.; RODRIGUES, C. Ética e cidadania. São Paulo: Moderna, 1994.
TIBA, I. 123 respostas sobre as drogas. São Paulo: Scipione, 1999.
TRAMBAIOLLI NETO, E. Alimentos em pratos limpos. 14. ed. São
Paulo: Atual, 1994.
USBERCO, J.; SALVADOR, E.; BENABOU, J. E. Química e aparência.
São Paulo: Saraiva, 2004.
ESPERIDIÃO, I. M.; NÓBREGA, O. Os metais e o homem. São Paulo:
Ática, 1996.
NARCISO JR., J. L.; JORDÃO, M. P. Pilhas e baterias: energia
empacotada. São Paulo: Editora do Brasil, 2000.
MONTANARI, V. Viagem ao interior da matéria. 13. ed. São Paulo:
Atual, 2008.
______; CUNHA, P. Nas ondas da luz. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2008.
SOARES, T. P. O mundo das cores. 5. ed. São Paulo: Moderna, 2008.
317

Bibliografia básica consultada*
ALLINGER, L. N. et al. Química orgânica. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,
1978.
AMBROGI, A.; LISBOA, J. C. F.; SPARAN, E. R. F. Química: habilitação para o magistério.
São Paulo: Funbec/Cecisp/Harbra, 1990. Módulos 1, 2 e 3.
______; VERSOLATO, E. F.; LISBOA, J. C. F. Unidades modulares de Química. São
Paulo: Hamburg, 1987.
AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. ChemCom: chemistry in the community. 2. ed.
Dubuque: Hunt Publishing, 1993.
ASSOCIATON FOR SCIENCE EDUCATION. Science in society.
London: Heinemann
Educational, 1981.
ATKINS, P.; JONES, L. Chemistry, molecules, matter and change. New York: W. F.
Freeman and Company, 1997.
______. Princípios de Química. Porto Alegre: Bookman, 2001.
BENN, F. R.; McAULIFFE, C. A. Química e poluição. Rio de Janeiro/São Paulo: Livros
Técnicos e Científicos/Edusp, 1981.
BETTELHEIM, F. A.; MARCH, J. Introduction to general, organic & biochemistry. 4.
ed. New York: Saunders College Publishing, 1991.
BRENNAM, R. Gigantes da Física. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 1998.
BURTON, G. et al. Salters advanced chemistry: chemical storylines. Oxford: Heinemann
Educational, 2000.
CHEMICAL BOND APPROACH PROJECT. Química CBA: sistemas químicos. São
Paulo: Edart, 1969. 2. v.
CHEMICAL EDUCATIONAL MATERIAL STUDY. Química: uma ciência experimental.
São Paulo: Edart, 1976. 3. v.
COMPÊNDIO DE NOMENCLATURA MACROMOLECULAR. Tradução de Cristina T.
Andrade et al. Rio de Janeiro:
E-papers, 2002. 206p.
CONN, E. E.; STUMPF, P. K. Introdução à Bioquímica. São Paulo: Edgard Blucher, 1980.
CRUZ, M. N.; MARTINS, I. P. Química hoje! Porto: Porto Editora, 1994-1995.
DIAS, A. R.; RAMOS, J. M. Química e sociedade: a presença da Química na atividade
humana. Lisboa: Escolar Editora e Sociedade Portuguesa de Química, 1990-
1992. 2. v.
DONOVAN, T. R.; POOLE, M. C.; YACK, D. J. Chemicals in action. 2. ed. Toronto: Holt
Rinehart and Winston of Canada, 1995.
EDUCATION SERVICES INCORPORATED (IPS). Introdução à Física. 2. ed. São Paulo:
Edart, 1974.
EISBERG, R. M. Fundamentos da física moderna. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1979.
EMLEY, J. The elements. 2. ed. Oxford: Claredon Press, 1994.
GIBERT, A. Origens históricas da Física moderna: introdução abreviada. Lisboa:
Fundação Calouste Gulbenkian, 1982.
GOLDFARB, A. M. A. Da alquimia à Química. São Paulo: Nova Stella/Universidade de
São Paulo, 1987.
GREENE, B. O Universo elegante. São Paulo: Companhia das Letras, 2001.
GEPEQ – Grupo de Pesquisa para o Ensino de Química. Interação e transformação:
Química para o 2º grau. São Paulo: Edusp, 1993-1995-1998-2005. v. I, II, III e
IV. Livro do aluno, guia do professor.
HILL, G.; HOLMAN, J. Chemistry in context. Surrey: Nelson, 2000.
______ et al. Chemistry: the Salters’ approach. Oxford: Heinemann Educational, 1989.
HILL, J.; KOLB, D. Chemistry for changing times. New Jersey: Prentice Hall, 1995.
HOFFMANN, R. O mesmo e o não mesmo. São Paulo: Editora da Unesp, 2007.
HUNT, A.; MILLAR, R. (Ed.). As science for public understanding. 2. ed. Oxford:
Heinemann Educational, 2000.
INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY. Quantities, units and
symbols in physical chemistry. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1988.
IUPAC. Guia IUPAC para a nomenclatura de compostos orgânicos. Tradução portuguesa
de 1993. Lisboa: Lidel, 2002.
JONES, M. et al. Chemistry, man and society. Rio de Janeiro: Saunders College Publishing,
1983.Kaplan, I. Física nuclear. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978.
LUTFI, M. Cotidiano e educação em Química: os aditivos em alimentos como proposta
para o ensino de Química no segundo grau. Ijuí: Unijuí, 1988.
* A bibliografi a consultada específi ca dos temas de cada unidade encontra-se referenciada no livro do professor.
______.
Os ferrados e os cromados: produção social e apropriação privada do
conhecimento químico. Ijuí:
Unijuí, 1992.
MAAR, J. H. Pequena história da Química: primeira parte – dos primórdios a Lavoisier.
Florianópolis:
Papa-Livros, 1999.
MAIA, N. B.; MARTOS, H. L.; BARRELLA, W. (Org.). Indicadores ambientais: conceitos
e aplicações. São Paulo:
Educ, 2001.
MALDANER, O. A. Química 1: construção de conceitos fundamentais. Ijuí: Unijuí, 1992.
______; ZAMBIAZI, R. Química 2: consolidação de conceitos fundamentais. Ijuí:
Unijuí, 1993.
MASTERTON, W. L.; SLOWIASKI, E. J.; STANITSKI, C. L. Química geral superior. 6. ed.
Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 1990.
MATEUS, A. L. Química na cabeça. Belo Horizonte: UFMG, 2001.
MCMURRAY, J. Química orgânica. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1997.
MOHRIG, J.; CHILD, W. Chemistry in perspective. Massachusetts: Allyn and Bacon,
1987.
MÓL, G. S. et al. Química na sociedade: projeto de ensino de Química em um contexto
social (PEQS). 2. ed. rev. e ampl. Brasília: Editora da UnB, 2000.
MORRISON, R.; BOYD, R. Química orgânica. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian,
1996.
MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione,
2002.
NARCISO JR., J. L.; JORDÃO, M. P. Projeto escola e cidadania: Química. São Paulo:
Editora do Brasil, 2000.
NOVAES, P. C.; RIBAS, O. Agenda 21 brasileira. Brasília: Ministério do Meio Ambiente/PNUD,
2000.
PINO, J. C. D.; KRÜGER, V. Segurança no laboratório. Porto Alegre: SE-Cecirs, 1997.
ROCHA-FILHO, R. C. Grandezas e unidades de medida: o Sistema Internacional de
Unidades. São Paulo: Ática, 1988.
______; SILVA, R. R. Cálculos básicos da Química. São Carlos: EdUFSCar, 2006.
ROMANELLI, L. I.; JUSTI, R. da S. Aprendendo Química. Ijuí: Unijuí, 1997.
RUIZ, A. G.; GUERRERO, J. A. C. Química. São Paulo: Pearson Education, 2002.
RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994. 2. v.
SANTOS, F. D. Que futuro? Ciência, tecnologia, desenvolvimento e ambiente. Lisboa:
Gradiva, 2007.
SCHNETZLER, R. P. et al. PROQUIM: projeto de ensino de Química para o segundo
grau. Campinas: CAPES-MEC-PADCT, 1986. v. 1.
SCHWARTZ, A. T. et al. Chemistry in context: applying chemistry to society. Dubuque:
Wm. C. Brown Publishers, 1994.
SEGRÈ, E. Dos raios X aos quarks: físicos modernos e suas descobertas. Brasília:
Editora da UnB, 1991.
SHREVE, R. N.; BRINK JR., J. A. Indústrias de processos químicos. 4. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 1997.
SILVA, R. R.; BOCCHI, N.; ROCHA-FILHO, R. C. Introdução à Química experimental.
São Paulo: McGraw-Hill, 1990.
SNYDER, C. H. The extraordinary chemistry of ordinary things. 2. ed. New York: John
Wiley & Sons, 1995.
SOLOMON, J. Satis 16-19: science & technology in society. What is science? What
is technology? How does society decide? Hatfield: Association for Science
Education, 1992.
SOLOMON, S. Introduction to general organic and biological chemistry. New York:
McGraw-Hill, 1987.
SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Organic chemistry. 5. ed. New York: John Wiley
& Sons, 1992.
STREITWIESER, A.; HEATHCOCK, C. H.; KOSOWER, E. M. Introduction to organic
chemistry. 4. ed. New York:
Macmillan, 1992.
VIDAL, B. História da Química. Lisboa: Edições 70, 1986.
318

1
HIDROGÊNIO
1
1,0
H
2
HÉLIO
2
4,0
He
2
1
LÍTIO
3
6,9
Li
2
2
BERÍLIO
4
9,0
Be
2
3
BORO
5
10,8
B
2
4
CARBONO
6
12,0
C
2
5
NITROGÊNIO
7
14,0
N
2
6
OXIGÊNIO
8
16,0
O
2
7
FLÚOR
9
19,0
F
2
8
NEÔNIO
10
20,2
Ne
2
8
1
SÓDIO
11
23,0
Na
2
8
2
MAGNÉSIO
12
24,3
Mg
2
8
3
ALUMÍNIO
13
27,0
Al
2
8
4
SILÍCIO
14
28,1
Si
2
8
5
FÓSFORO
15
31,0
P
2
8
6
ENXOFRE
16
32,1
S
2
8
7
CLORO
17
35,5
Cl
2
8
8
ARGÔNIO
18
39,9
Ar
2
8
8
1
POTÁSSIO
19
39,1
K
2
8
8
2
CÁLCIO
20
40,1
Ca
2
8
9
2
ESCÂNDIO
21
45,0
Sc
2
8
10
2
TITÂNIO
22
47,9
Ti
2
8
11
2
VANÁDIO
23
50,9
V
2
8
13
1
CRÔMIO
24
52,0
Cr
2
8
13
2
MANGANÊS
25
54,9
Mn
2
8
14
2
FERRO
26
55,8
Fe
2
8
15
2
COBALTO
27
58,9
Co
2
8
16
2
NÍQUEL
28
58,7
Ni
2
8
18
1
COBRE
29
63,5
Cu
2
8
18
2
ZINCO
30
65,4
Zn
2
8
18
3
GÁLIO
31
69,7
Ga
2
8
18
4
GERMÂNIO
32
72,6
Ge
2
8
18
5
ARSÊNIO
33
74,9
As
2
8
18
6
SELÊNIO
34
79,0
Se
2
8
18
7
BROMO
35
79,9
Br
2
8
18
8
CRIPTÔNIO
36
83,8
Kr
2
8
18
8
1
RUBÍDIO
37
85,5
Rb
2
8
18
8
2
ESTRÔNCIO
38
87,6
Sr
2
8
18
9
2
ÍTRIO
39
88,9
Y
2
8
18
10
2
ZIRCÔNIO
40
91,2
Zr
2
8
18
12
1
NIÓBIO
41
92,9
Nb
2
8
18
13
1
MOLIBDÊNIO
42
96,0
Mo
2
8
18
13
2
TECNÉCIO
43
(98)
Tc
2
8
18
15
1
RUTÊNIO
44
101,1
Ru
2
8
18
16
1
RÓDIO
45
102,9
Rh
2
8
18
18
PALÁDIO
46
106,4
Pd
2
8
18
18
1
PRATA
47
107,9
Ag
2
8
18
18
2
CÁDMIO
48
112,4
Cd
2
8
18
18
3
ÍNDIO
49
114,8
In
2
8
18
18
4
ESTANHO
50
118,7
Sn
2
8
18
18
5
ANTIMÔNIO
51
121,8
Sb
2
8
18
18
6
TELÚRIO
52
127,6
Te
2
8
18
18
7
IODO
53
127,0
I
2
8
18
18
8
XENÔNIO
54
131,3
Xe
2
8
18
18
8
1
CÉSIO
55
132,9
Cs
2
8
18
18
8
2
BÁRIO
56
137,3
Ba
57-71
La-Lu
2
8
18
32
10
2
HÁFNIO
72
178,5
Hf
2
8
18
32
11
2
TÂNTALO
73
181,0
Ta
2
8
18
32
12
2
TUNGSTÊNIO
74
183,8
W
2
8
18
32
13
2
RÊNIO
75
186,2
Re
2
8
18
32
14
2
ÓSMIO
76
190,2
Os
2
8
18
32
15
2
IRÍDIO
77
192,2
Ir
2
8
18
32
17
1
PLATINA
78
195,1
Pt
2
8
18
32
18
1
OURO
79
197,0
Au
2
8
18
32
18
2
MERCÚRIO
80
200,6
Hg
2
8
18
32
18
3
TÁLIO
81
204,4
Tl
2
8
18
32
18
4
CHUMBO
82
207,2
Pb
2
8
18
32
18
5
BISMUTO
83
209,0
Bi
2
8
18
32
18
6
POLÔNIO
84
210
Po
2
8
18
32
18
7
ASTATO
85
(210)
At
2
8
18
32
18
8
RADÔNIO
86
(222)
Rn
2
8
18
32
18
8
1
FRÂNCIO
87
(223)
Fr
2
8
18
32
18
8
2
RÁDIO
88
(222)
Ra
89-103
Ac-Lr
2
8
18
32
32
10
2
RUTHERFÓRDIO
104
(261)
Rf
2
8
18
32
32
11
2
DÚBNIO
105
(262)
Db
2
8
18
32
32
12
2
SEABÓRGIO
106
(266)
Sg
2
8
18
32
32
13
2
BÓHRIO
107
(264)
Bh
2
8
18
32
32
14
2
HÁSSIO
108
(269)
Hs
2
8
18
32
32
15
2
MEITNÉRIO
109
(268)
Mt
2
8
18
32
32
17
1
DARMSTADTIO
110
(281)
Ds
2
8
18
32
32
18
1
ROENTGÊNIO
111
(280)
Rg
2
8
18
32
32
18
2
COPERNÍCIO
112
(285)
Cn
2
8
18
32
32
18
3
UNÚNTRIO
113
(284)
Uut
2
8
18
32
32
18
4
FLERÓVIO
114
(289)
Fl
2
8
18
32
32
18
5
UNUNPÊNTIO
115
(288)
Uup
2
8
18
32
32
18
6
LIVERMÓRIO
116
(293)
Lv
117
Uus
2
8
18
32
32
18
8
UNUNÓCTIO
118
(294)
Uuo
2
8
18
18
9
2
LANTÂNIO
57
138,9
La
2
8
18
19
9
2
CÉRIO
58
140,1
Ce
2
8
18
21
8
2
PRASEODÍMIO
59
140,9
Pr
2
8
18
22
8
2
NEODÍMIO
60
144,2
Nd
2
8
18
23
8
2
PROMÉCIO
61
(145)
Pm
2
8
18
24
8
2
SAMÁRIO
62
150,4
Sm
2
8
18
25
8
2
EURÓPIO
63
152,0
Eu
2
8
18
25
9
2
GADOLÍNIO
64
157,3
Gd
2
8
18
27
8
2
TÉRBIO
65
158,9
Tb
2
8
18
28
8
2
DISPRÓSIO
66
162,5
Dy
2
8
18
29
8
2
HÓLMIO
67
164,9
Ho
2
8
18
30
8
2
ÉRBIO
68
167,3
Er
2
8
18
31
8
2
TÚLIO
69
168,9
Tm
2
8
18
32
8
2
ITÉRBIO
70
173,0
Yb
2
8
18
32
9
2
LUTÉCIO
71
175,0
Lu
2 8
18
32
18 9 2
ACTÍNIO
89
(227)
Ac
2 8
18
32
32
11
2
TÓRIO
90
232,0
Th
2 8
18
32
20 9 2
PROTACTÍNIO
91
231,0
Pa
2 8
18
32
21 9 2
URÂNIO
92
238,0
U
2 8
18
32
22 9 2
NETÚNIO
93
(237)
Np
2 8
18
32
24 8 2
PLUTÔNIO
94
(244)
Pu
2 8
18
32
25 8 2
AMERÍCIO
95
(243)
Am
2 8
18
32
25 9 2
CÚRIO
96
(247)
Cm
2 8
18
32
27 8 2
BERQUÉLIO
97
(247)
Bk
2 8
18
32
28 8 2
CALIFÓRNIO
98
(251)
Cf
2 8
18
32
29 8 2
EINSTÊINIO
99
(252)
Es
2 8
18
32
30 8 2
FÉRMIO
100
(257)
Fm
2 8
18
32
31 8 2
MENDELÉVIO
101
(258)
Md
2 8
18
32
32 8 2
NOBÉLIO
102
(259)
No
2 8
18
32
32 9 2
LAURÊNCIO
103
(262)
Lr
Número atômico
Símbolo
Distribuição eletrônica
Nome do elemento
Massa atômica relativa
( ) = N o de massa
do isótopo mais estável
Grupo
I A 0
II A III A IV A V A VI A VII A
III B IV B V B VI B VII B I B II B
Série dos Lantanídios
Série dos Actinídios
Período
VIII B
1
1
2
3
4
5
6
7
2 13 14 15 16 17
18
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Hidrogênio
Metais representativos alcalinos
Metais representativos alcalinoterrosos
Metais de transição
Metais de transição interna
Outros metais representativos
Elemento não identificado
Outros não metais
Não metais, halogênios
Gases nobres
Sólido
Zn
Líquido
Hg
Gás
Ne
Artificial
Cf
Tabela periódica dos elementos
Com massas atômicas referidas ao isótopo 12 do carbono (lupac)
UNUNSÉPTIO
(294)
2
8
18
32
32
18
7
319
2
8
18
18
1
47
107,9
Ag
2
8
18
18
2
CÁDMIO
48
112,4
Cd
2
8
18
18
3
ÍNDIO
49
114,8
In
2
8
18
18
4
ESTANHO
ESTANHO
EST
50
118,7
Sn
2
8
18
18
5
ANTIMÔNIO
51
121,8
Sb
2
8
18
18
6
TELÚRIO
52
127,6
Te
2
8
18
18
7
IODO
53
127,0
I
2
8
18
18
8
XENÔNIO
54
131,3
Xe
Xe
2
8
18
32
18
1
79
197,0
Au
2
8
18
32
18
2
MERCÚRIO
80
200,6
Hg
Hg
2
8
18
32
18
3
TÁLIO
TÁLIO
T
81
204,4
Tl
2
8
18
32
18
4
CHUMBO
82
207,2
Pb
2
8
18
32
18
5
BISMUTO
83
209,0
Bi
2
8
18
32
18
6
POLÔNIO
84
210
Po
2
8
18
32
18
7
ASTAT
ASTAT
AST O
85
(210)
At
2
8
18
32
18
8
RADÔNIO
86
(222)
Rn
Rn
2
8
18
32
32
18
1
111
(280)
Rg
Rg
2
8
18
32
32
18
2
COPERNÍCIO
112
(285)
Cn
Cn
2
8
18
32
32
18
3
UNÚNTRIO
113
(284)
Uut
Uut
2
8
18
32
32
18
4
FLERÓVIO
114
(289)
Fl
Fl
2
8
18
32
32
18
5
UNUNPÊNTIO
115
(288)
Uup
Uup
2
8
18
32
32
18
6
LIVERMÓRIO
116
(293)
Lv
Lv
117
Uus
Uus
2
8
18
32
32
18
8
UNUNÓCTIO
118
(294)
Uuo
Uuo
2
8
18
25
9 2
64
157,3
Gd
2
8
18
27
8 2
TÉRBIO
65
158,9
Tb
2
8
18
28
8 2
DISPRÓSIO
66
162,5
Dy
2
8
18
29
8 2
HÓLMIO
67
164,9
Ho
2
8
18
30
8 2
ÉRBIO
68
167,3
Er
2
8
18
31
8 2
TÚLIO
69
168,9
Tm
2
8
18
32
8 2
ITÉRBIO
70
173,0
Yb
2
8
18
32
9 2
LUTÉCIO
71
175,0
Lu
2
8
18
32
25
9
2
96
(247)
Cm
Cm
2
8
18
32
27
8
2
BERQUÉLIO
97
(247)
Bk
Bk
2
8
18
32
28
8
2
CALIFÓRNIO
98
(251)
Cf
Cf
2
8
18
32
29
8
2
EINSTÊINIO
99
(252)
Es
Es
2
8
18
32
30
8
2
FÉRMIO
100
(257)
Fm
Fm
2
8
18
32
31
8
2
MENDELÉVIO
101
(258)
Md
Md
2
8
18
32
32
8
2
NOBÉLIO
102
(259)
No
No
2
8
18
32
32
9
2
LAURÊNCIO
103
(262)
Lr
Lr
UNUNSÉPTIO
(294)
2
8
18
32
32
18
7

Segurança no laboratório
Como alguns dos materiais e reagentes manipulados nos experimentos podem ser potencialmente perigosos, é necessário
que o trabalho seja feito com rigor e cuidado, respeitando normas e procedimentos de segurança que, embora
possam parecer simples e óbvios, são fundamentais para um resultado produtivo e seguro. Leia com atenção
algumas normas básicas de segurança que devem ser respeitadas em qualquer atividade experimental.
Ilustrações: Osvaldo Sequetin
Com coisa séria não se brinca!
É expressamente proibido brincar durante a realização
dos experimentos.
A moda no laboratório não muda!
Você deve usar guarda-pó (avental ou jaleco),
luvas e óculos de proteção.
Recomendam-se o uso de calça comprida, sapato
fechado e cabelos longos amarrados para trás.
Bancada de laboratório não é estante
de livros!
Deixe sobre a bancada (mesa) somente o material
em uso.
Professor, como se faz?
Determinadas operações só devem ser realizadas
depois que o professor explicar como proceder.
Isso vale principalmente para o aquecimento
e o descarte de materiais e para a
manipulação de substâncias corrosivas.
Contribua para o ambiente.
Use pequenas quantidades de materiais para
gerar o mínimo de resíduos. Antes de descartá-los,
consulte o professor sobre onde destiná-
-los. Alguns podem ser reaproveitados. Muitos
podem causar sérios problemas ambientais.
Limpeza.
Mantenha o local de trabalho sempre limpo.
Laboratório não é lanchonete, muito
menos local para fumar!
Não fume, coma ou beba no laboratório, pois
pode ocorrer contaminação por substâncias
tóxicas.
Substâncias de laboratório não
são cremes!
Evite contato de qualquer substância com a
pele, boca e olhos.
Pense antes de fazer!
Leia atentamente as instruções antes de realizar
qualquer atividade, prestando atenção às recomendações.
Consulte o rótulo dos reagentes
para certificar-se de que está usando a substância
correta, na quantidade indicada.
Será que já terminei?
Antes de se retirar do laboratório, lave as mãos,
desligue todos os aparelhos e verifique se não
há torneiras (de água ou gás) abertas.
E agora?
Qualquer incidente deve ser comunicado imediatamente
ao professor. Ele certamente saberá
o que fazer.
Dúvida?
Pergunte ao professor.
Muito cuidado!
Esteja atento aos símbolos de advertência que
acompanham os experimentos deste livro.
Evite contato
direto com o
material
Tenha muito cuidado,
pois o material
pode ser irritante ou
corrosivo.
Cuidado para não
se queimar
Esteja bastante atento
se o procedimento
envolver algum tipo
de aquecimento.
Material
inflamável
Evite colocar esse
material perto
de algum lugar
com sistema de
aquecimento (chama,
aquecedor elétrico,
entre outros.
Cuidado com este
procedimento
Tenha atenção
redobrada para evitar
algum acidente,
como choque elétrico,
quebra de vidros,
entre outros.
Não desperdice
Muitos produtos
químicos podem
agredir o meio
ambiente. Use
somente o que for
recomendado no
roteiro.
Destine
corretamente o
resíduo
Siga as
recomendações
indicadas para o
destino adequado de
resíduos, reduzindo o
impacto ambiental.
320

Manual do
Professor

A você, professor
“Se nada ficar destas páginas, algo, pelo menos, esperamos
que permaneça: nossa confiança no povo.
Nossa fé nos homens e na criação de um mundo em que
seja menos difícil amar.”
Paulo Freire
Mudanças no Ensino Médio vêm ocorrendo desde o final do século passado, mas somente
aos poucos elas vão se concretizando na realidade escolar. Propostas de contextualização, abordagem
interdisciplinar, formação para o trabalho, formação para a cidadania, entre outras, já estão
presentes em documentos legais e textos didáticos há um certo tempo.
As provas do Enem e de muitas universidades já têm incorporado há muito tempo questões contextualizadas
e interdisciplinares. Essas são mudanças já estão se concretizando, e para alcançá-las se
faz necessário um novo livro didático.
O presente livro foi produzido com esse propósito. A característica marcante dele está no
caráter inovador. Fundamentados em princípios teórico-metodológicos, buscamos unir resultados
de pesquisas em ensino de Química a uma proposta curricular que se enquadre às Diretrizes Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio (DCNEM) e aos Parâmetros e Orientações Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM e OCNEM).
Tivemos a preocupação central de apresentar os conteúdos de Química da forma mais clara
possível para os alunos, buscando justificar a origem conceitual. O nosso compromisso é com o
aprendizado de conceitos e não com a memorização descontextualizada de termos químicos. Por
esse motivo, todo o conteúdo é apresentado por meio de uma contextualização. Acreditamos
que, assim, os alunos vão adquirir uma base sólida do conhecimento químico para progredirem
em seus estudos. Ao mesmo tempo, estaremos auxiliando no desenvolvimento de sua capacidade
argumentativa, cada vez mais requerida nos exames de ingresso no Ensino Superior e nos
processos seletivos do mercado de trabalho.

Em consonância com as Diretrizes Curriculares, a contextualização temática de nosso livro
possibilitará condições para a formação crítica de nossos alunos sobre o contexto tecnológico
de nossa sociedade. Por isso, em todos os livros da coleção são apresentadas as relações entre
a Química, as suas tecnologias, a sociedade e o ambiente. A partir dessa contextualização, você
poderá desenvolver com seus alunos atitudes positivas para o engajamento no processo de
mudança de nossa sociedade, sobretudo aquelas que se tornam desafiadoras em relação às
mudanças climáticas que estamos vivenciando na atualidade.
Conhecemos a dura realidade do dia a dia da sala de aula, que vivenciamos cotidianamente como
você. Provavelmente a sua condição poderá ser mais dificultosa do que a nossa... Isso, de fato, tem
sido um grande obstáculo para a implementação de reformas educacionais.
Pensando nessa situação, procuramos, na concepção do presente livro, incorporar mudanças
compatíveis com a realidade da escola brasileira. A nossa intenção com a edição destas “orientações
aos professores” é exatamente apresentar a você formas de desenvolver a sua atividade pedagógica
com este livro, que muito vai facilitar o seu árduo trabalho de sala de aula dentro de seu contexto.
É assim, colega professor, que o convidamos para um diálogo, no intuito de que, ao trocarmos
nossas experiências de sala de aula, possamos ajudá-lo na tarefa de planejamento e
execução de suas ações pedagógicas na utilização do livro.
Não é nossa intenção apresentar um manual de regras sobre como ensinar Química, mas sim
um livro aberto que desperte reflexões. O que queremos é auxiliar você a utilizar o livro didático
como ferramenta para a organização de um currículo que atenda às necessidades de seu público,
com base na sua experiência profissional e no conhecimento da realidade específica de seus alunos.
Esperamos que o seu trabalho pedagógico com o nosso livro seja muito prazeroso com a
nova abordagem, auxiliando-o na tarefa educativa de formar cidadãos críticos que participem ativamente
na construção de nossa sociedade e que sejam qualificados para ingressar no mercado
de trabalho e progredir em seus estudos.
Um forte abraço
dos autores

Sumário
1
Formação do professor ........................................................................................................8
Autonomia do professor .......................................................................................................................... 8
Educação, inclusão e diversidade .............................................................................................................. 9
O processo de avaliação ....................................................................................................................... 10
Atualização do professor e bibliografi a recomendada ................................................................................... 11
Encontros de ensino de Química ........................................................................................................ 11
Bibliografi a recomendada ................................................................................................................. 12
Bibliografi a básica comentada ............................................................................................................ 13
Bibliografi a de Educação, Filosofi a da Ciência e
Ensino de Ciências e de Química........................................................................................................ 16
2
Orientações teórico-metodológicas ........................................................................... 21
O Ensino Médio e a formação da cidadania ............................................................................................... 22
PCN e orientações curriculares ............................................................................................................... 23
Abordagem temática, contextualização e interdisciplinaridade ......................................................................... 24
Construção e mediação do conhecimento .......................................................................................................................25
Linguagem da Ciência .......................................................................................................................... 27
A visão de Ciência e das interações Ciência-Tecnologia-Sociedade ................................................................... 29

3
Como fazer uso da obra .................................................................................................... 31
Conteúdo e organização curricular ........................................................................................................... 31
Seleção de conteúdos da obra ........................................................................................................... 32
Recursividade e fl exibilidade curricular.................................................................................................. 32
A ordem geral do conteúdo de Química na obra ........................................................................................ 34
Recomendações de conteúdos de Química a serem abordados ..................................................................... 37
Organização da obra por unidades temáticas ............................................................................................. 41
Quadro de temas sociocientífi cos e
seus temas centrais ..........................................................................................................................................................42
As seções do livro ............................................................................................................................................................43
Tema em foco ............................................................................................................................................................43
Controvérsia científi ca .................................................................................................................................................43
Debata e entenda .......................................................................................................................................................43
Ação e cidadania ........................................................................................................................................................44
Conceitos químicos ....................................................................................................................................................44
Pense! ........................................................................................................................................................................45
Conceito em destaque ...............................................................................................................................................45
Química na escola ......................................................................................................................................................45
Normas de segurança .................................................................................................................................................47
Química verde ............................................................................................................................................................47
Análise de dados ........................................................................................................................................................48
Atividades ...................................................................................................................................................................48
Exercícios ....................................................................................................................................................................48
O que aprendemos neste capítulo .............................................................................................................................48
Exercícios de revisão ...................................................................................................................................................49
Gabaritos ....................................................................................................................................................................49
É bom ler ....................................................................................................................................................................49
O uso das imagens do livro ..............................................................................................................................................50

4
Orientações e sugestões metodológicas ................................................................................51
Orientações sobre articulação do conteúdo programático ................................................................................................51
Recomendações específi cas para desenvolvimento do conteúdo ....................................................................................52
Orientações para o desenvolvimento do Tema em foco ..................................................................................................57
Sugestões de atividades pedagógicas ..............................................................................................................................61
Trabalhos cooperativos ...............................................................................................................................................61
Visitas .........................................................................................................................................................................62
Vídeos ........................................................................................................................................................................62
Objetos de aprendizagem no computador .................................................................................................................63
Portal do professor do MEC ........................................................................................................................................64
Sites de pesquisa para aprofundamento de conteúdos ..............................................................................................65
Sugestões de atividades adicionais ..................................................................................................................................66
Referências bibliográfi cas Complementares .....................................................................................................................73
5
Resolução dos exercícios ........................................................................................................................80
Unidade 1 ........................................................................................................................................................................80
Capítulo 1 ...................................................................................................................................................................80
Capítulo 2 ...................................................................................................................................................................90
Capítulo 3 ...................................................................................................................................................................97
Capítulo 4 .................................................................................................................................................................103
Capítulo 5 .................................................................................................................................................................107
Unidade 2 ......................................................................................................................................................................112
Capítulo 6 .................................................................................................................................................................112
Capítulo 7 .................................................................................................................................................................120
Unidade 3 ......................................................................................................................................................................130
Capítulo 8 .................................................................................................................................................................130

1
Formação
do professor
“Ensinar não é transferir conhecimento, mas criar as possibilidades
para a sua própria produção ou a sua construção.”
Paulo Freire
Vamos iniciar o nosso diálogo sobre as orientações para o uso de nosso livro
didático, refletindo sobre as condições básicas de formação do professor. Entendemos
que a profissionalização do magistério implica o processo contínuo de qualificação do
professor. Isso ocorre de diversas maneiras, desde cursos presenciais fornecidos pelas
secretarias de Educação, instituições de Ensino Superior até cursos a distância.
A nossa crença, todavia, é que além da formação qualificada por meio de cursos
reconhecidos, a formação do professor também se dá por meio de um processo
contínuo de investigação sobre a sua própria prática.
Neste primeiro capítulo de orientações vamos destacar alguns pontos essenciais que
o professor precisa resgatar em sua formação teórico-prática para construir uma nova
prática em sala de aula. Eles se concentram na autonomia do professor, no princípio da
inclusão e do respeito à diversidade, e no entendimento do processo avaliativo de uma
maneira global. Além de refletirmos sobre esses pontos, vamos apresentar algumas
sugestões de possibilidades de atualizações do professor.
Autonomia do professor
Uma das tarefas inalienáveis do professor é o planejamento didático. As orientações
e os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio apresentam propostas
para orientar esse planejamento; em geral, as secretarias de Educação estaduais e
municipais também elaboram propostas curriculares trazendo listagens de conteúdos
que configuram roteiros para o trabalho do professor. Todas essas orientações oficiais,
entretanto, não determinam de forma impositiva o que o professor deve ensinar, pois,
como previsto nas Diretrizes Nacionais para o Ensino Médio, as escolas dispõem de
flexibilidade para elaborar o seu próprio plano pedagógico com base no planejamento
de seus professores.
É preciso que o professor busque a criatividade e proponha diferentes estratégias
didáticas, idealizando maneiras inovadoras de explorar suas aulas. Nenhum sistema
de ensino conseguiu ainda substituir a figura do professor na condução do processo
didático.
A presente obra traz maneiras diferenciadas de tratamento dos textos, como
contextualização por meio de temas sociocientíficos, que se referem a aspectos
sociais, políticos, econômicos, culturais, históricos, éticos e ambientais, relacionados
à Ciência e Tecnologia; de experimentos; de problematização teórica; e de atividades
que envolvem cognitivamente os estudantes no aprendizado dos conceitos científicos.
Isso foi propositadamente planejado para ilustrar as inúmeras possibilidades que
existem para se explorar o conteúdo, pois é a diversidade de opções que fortalece a
autonomia do professor.
8
MANUAL DO PROFESSOR

Entendemos, de acordo com Paulo Freire, que o trabalho educacional deve ser
direcionado com base na realidade e nas necessidades da comunidade escolar. Assim, vez
por outra, o que aparece em foco em nossas unidades pode não se aplicar exatamente
a um contexto escolar específico. Nesse caso, o ideal é que os textos e as sugestões
de atividades sejam apenas o ponto de partida para o professor elaborar outros textos
e atividades que abordem os mesmos aspectos e que sejam mais adequados à sua
comunidade, de modo a ampliar a compreensão do problema.
Em síntese, a proposta central de nosso material didático está no respeito à diversidade
de condições dos professores, de forma que ele tenha a liberdade para atuar na
condução do processo pedagógico com a maior autonomia possível.
Educação, inclusão e diversidade
Em diferentes épocas da história da civilização, pessoas que apresentavam alguma
deficiência foram tratadas de diferentes formas. Muitos povos antigos sacrificavam bebês
que apresentavam alguma deficiência física ou mental. Na Roma Antiga, era comum
jogar nas redes de esgoto crianças que tivessem alguma anomalia. Durante a Idade
Média, deficientes que sobreviviam a essa seleção inicial eram abrigados em igrejas,
como retrata o livro O Corcunda de Notre Dame. Embora tenham ganhado o direito
de viver, até o século XX essas pessoas eram normalmente isoladas do convívio social.
Durante o século passado, essa visão começa a mudar e, em 1948, passam a ter
direito por meio da Declaração Universal dos Direitos Humanos, que afirma que “Todo
ser humano tem direito à educação”.
Na década de 1970, nos Estados Unidos da América, avançam ideias e ações sobre
a inclusão, devido ao grande número de soldados mutilados na Guerra do Vietnã. O
marco brasileiro do início dessa mudança de postura é uma emenda à Constituição
brasileira, aprovada em 1978, que afirma: “É assegurada aos deficientes a melhoria de
sua condição social e econômica especialmente mediante educação especial e gratuita”.
Essas ideias e ações inclusivas muito evoluíram durante as décadas seguintes.
A Lei de Diretrizes e Bases, aprovada em 1996, sinaliza que a educação de diferentes
portadores de necessidades especiais deve ser realizada, preferencialmente, nas
redes públicas de ensino. Em 1998, o MEC aponta a necessidade de que sejam feitas
adaptações aos Parâmetros Curriculares Nacionais com o objetivo de desenvolver
estratégias para a educação formal de alunos com necessidades educacionais especiais.
Por isso, em 2001, são publicadas as Diretrizes Nacionais para a Educação Especial na
Educação Básica. De acordo com tais diretrizes, as escolas devem “estabelecer políticas
efetivas e adequadas à implantação da educação especial”.
Não se sentindo preparado para lidar com essas situações, você pode buscar orientações
junto às secretarias de educação ou mesmo junto ao MEC. Entretanto, você
poderá desenvolver muitas ações em sua sala de aula que vão favorecer a inclusão de
seus alunos. Nessa busca pela inclusão, você, professor de Química, poderá se deparar,
entre outras situações, com alunos surdos e alunos com deficiência visual.
No caso do aluno surdo, a presente obra já apresenta um diferencial que favorece
sua aprendizagem: a riqueza visual. A grande dificuldade desse aluno não é a surdez.
Isso ele pode compensar pela leitura labial ou pela utilização da Língua Brasileira de
Sinais – Libra. Sua maior dificuldade se dá na apropriação da linguagem. Por isso, além
de cuidados práticos, como falar virado para o aluno – permitindo-lhe ler seus lábios
–, esse aluno poderá necessitar de esclarecimentos adicionais sobre novos conceitos
apresentados na disciplina. Um recurso que muito favorece esse aluno é a utilização de
imagens e diagramas.
Para o aluno deficiente visual – DV –, o grande problema se dá no fato de a Química
ser trabalhada em três diferentes níveis: macroscópico, microscópico e representacional.
A primeira dificuldade aparece no nível macroscópico, visto que estudamos fenômenos
MANUAL DO PROFESSOR
9

que geralmente são percebidos por meio de nossa visão. Entre as maiores evidências
da ocorrência de reações químicas estão a mudança de cor, a formação de precipitado
e a liberação de gases. Para diminuir tais dificuldades, você pode adaptar atividades,
permitindo que seu aluno tenha acesso à transformação por meio de outros sentidos.
O nível representacional é outro desafio, visto que a Química utiliza uma linguagem
de sinais próprios carregados de significados. Nesse sentido, a Secretaria de Educação
Especial do Ministério da Educação (http://portal.mec.gov.br/seesp/) desenvolveu a
Grafia Química Braile, que poderá auxiliar em muito o aluno DV.
Essas são apenas algumas das recomendações, mas certamente diversos outros
tipos de caso de portadores de necessidades especiais podem surgir em sua sala
de aula. Lembre-se de que o direito à educação é para todos, portanto, além dos
portadores de necessidades especiais, muitos outros grupos, que sistematicamente
vêm sendo discriminados em nossa sociedade, necessitam atenção especial para que
também tenham acesso à educação de qualidade. Pensar em ensino para cidadania é
desenvolver nos alunos valores éticos e é assumir em sala de aula atitude de respeito
às diferenças de grupos sociais, quer seja em relação à raça, à etnia, às preferências
sexuais, à posição social ou às localidades em que residem.
Nesse sentido, você poderá explorar os temas desta obra de forma que sejam incluídos
textos que tratem de questões de sua comunidade, como a Química presente em
zonas rurais, a Química para comunidades indígenas, a Química na cultura popular etc.
Em nossas pesquisas, temos nos preocupado com essas questões e mais especificamente
com a educação de deficientes visuais. Colocamo-nos à disposição para auxiliar
no que for preciso nesse sentido.
O processo de avaliação
Uma proposta pedagógica centrada no desenvolvimento de atitudes e valores,
competências e habilidades, por meio de uma vivência ativa do aluno em sala de aula,
mediada pelo professor, pressupõe também uma mudança no processo avaliativo.
Este, na maioria das escolas, tem se restringido a um processo somativo de verificação
do conhecimento assimilado. Esperamos que esse não seja o método exclusivo
adotado pelos professores que optarem por este livro.
No nosso entendimento, a avaliação deve ultrapassar os limites quantitativos e incorporar
quatro dimensões: diagnóstica, processual/contínua, cumulativa e participativa, possibilitando
ao professor uma constante revisão de suas aulas, para adequá-las ao ritmo de
aprendizagem de seus estudantes. Realizar uma avaliação desse nível, sabemos, não é uma
tarefa muito fácil para o professor, em razão da complexidade do processo em contraste
com as dificuldades enfrentadas atualmente em relação às condições de trabalho.
Por termos sempre em mente essa problemática, a nossa sugestão é que o processo
seja desenvolvido de acordo com o contexto escolar, com o sistema adotado pela
instituição, com os recursos que o professor tenha à sua disposição e com a própria
dinâmica da escola, dos alunos, do currículo etc. Todavia, é fundamental, seja qual for
o sistema que o professor adote, que se incorpore aos critérios avaliativos, de alguma
forma, o envolvimento do aluno nas diversas atividades de construção do conhecimento.
Ao centralizar o processo de ensino e aprendizagem na dinâmica discursiva da aula,
com atividades diversificadas, o processo avaliativo passa a requerer mais do que nunca
um caráter inclusivo, no sentido de estimular a autoconfiança do aluno e a participação
dele. Para isso, o engajamento dos alunos nas atividades precisa ser natural, autônomo e
assumido como crescimento pessoal. Os estudantes têm realmente de se sentir sujeitos
do processo e não apenas executores de tarefas escolares com o objetivo exclusivo de
acumular pontos para a avaliação final. Isso implica o estabelecimento de mecanismos
para estimular a inclusão do aluno, ao mesmo tempo desafiando-o a ser participativo,
crítico e criativo.
10
MANUAL DO PROFESSOR

O ideal é que o estudante seja avaliado não apenas pela entrega de relatórios dos
experimentos, das respostas dos exercícios ou da realização de trabalhos escolares
sobre os temas abordados, mas também pelo seu engajamento nos debates em
sala de aula, pela sua participação nas atividades. Trata-se de uma incumbência
talvez trabalhosa para o professor, mas a adoção de instrumentos de autoavaliação
de forma participativa da turma, com uma discussão reflexiva e orientada, poderá
auxiliar no processo.
Finalmente, é importante destacar alguns pontos no que diz respeito a instrumentos
avaliativos tais como provas e testes. O aconselhável é selecionar questões que avaliem
as competências dos estudantes nos aspectos de análise, interpretação, ponderação e
avaliação; isso, sim, é fundamental para o seu entendimento conceitual. O que se busca
é desenvolver no estudante a competência de questionar o outro, o mundo e a si mesmo,
contribuindo para a formação de um cidadão crítico.
Atualização do professor e
bibliografia recomendada
A atualização de todo profissional é condição fundamental em todos os ramos.
As mudanças em regras e em orientações são constantes e exigem do professor
buscar sempre sua atualização.
Entendemos que, diante de suas condições de trabalho e do ritmo crescente do
conhecimento, o professor não tem como permanecer totalmente atualizado em
todos os campos do conhecimento, afinal não somos uma enciclopédia ambulante.
O que defendemos é que o professor desenvolva uma atitude de busca constante de
novas leituras e de participação de cursos de aperfeiçoamento.
É essa atitude que devemos desenvolver em nossos alunos, para que eles compreendam
que a participação em nossa sociedade requer o estudo e a leitura constante. Já
passamos da época da memorização de conteúdos, pois estes a todo o momento são
atualizados. O que precisamos é da competência da busca da interpretação dos novos
conhecimentos; é essa a preocupação central deste livro.
A atualização pode ocorrer de diversas formas, desde a leitura constante de literatura
especializada como por meio de cursos de formação continuada oferecidos pelas
secretarias de Educação e por instituições de Ensino Superior, bem como em encontros
e congressos de educação.
Apresentamos a seguir indicações de encontros de ensino de Química e de fontes
de bibliografia.
Encontros de ensino de Química
Sobre o ensino de Química, são realizados regularmente encontros nas diversas
regiões do país que promovem discussão de temas atuais, oferecem minicursos,
palestras e espaços para apresentação de trabalhos. Geralmente, esses encontros
duram de dois a três dias e são desenvolvidos em parceria com as secretarias de
Educação, viabilizando a liberação dos professores para participar das atividades
programadas.
Destacamos a seguir eventos tradicionais oferecidos com muita regularidade e que com
facilidade podem ser encontrados na rede da internet com ajuda de sites de busca.
ENEQ – Encontro Nacional de Ensino de Química. Organizado pela Divisão de Ensino de
Química da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), é realizado bianualmente nos anos
pares, geralmente no mês de julho. É o maior evento da área que ocorre desde 1982,
com a participação de pesquisadores da área de todo o Brasil.
MANUAL DO PROFESSOR
11

EDEQ – Encontro de Debates sobre o Ensino de Química. Organizado por instituições de
ensino de Química do Estado do Rio Grande do Sul, ocorre anualmente no mês de outubro.
É o evento mais antigo da área, que ocorre desde 1981, e pela sua tradição tem tido um
caráter mais do que regional, pois tem a presença constante de pesquisadores de diversas
partes do país, bem como a participação de professores de outros Estados da federação.
ECODEQ – Encontro Centro-Oeste de Debates sobre o Ensino de Química e Ciências.
Organizado por instituições de Ensino Superior da região Centro-Oeste, vem ocorrendo
atualmente, e com frequência bianual, nos anos ímpares, nos meses de outubro.
EDUQUI – Encontro de Educação Química da Bahia. Organizado por universidades do
Estado da Bahia, ocorre bianualmente nos anos ímpares
SIMPEQ – Simpósio Brasileiro de Educação Química. Organizado pela Associação Brasileira
de Química (ABQ).
RA SBQ – Reunião Anual da SBQ. Organizado pela Sociedade Brasileira de Química
(SBQ) anualmente no final de maio. É o maior evento de Química no Brasil, que inclui
em sua programação conferências, workshop, comunicação oral e minicursos da área
de ensino de Química.
CBQ – Congresso Brasileiro de Química. Organizado pela Associação Brasileira de Química
(ABQ), é o evento mais antigo de Química no Brasil, realizado anualmente em outubro.
Também inclui em sua programação atividades relacionadas ao ensino de Química.
Além dos eventos acima, muitos outros de caráter local são desenvolvidos com bastante
regularidade, como a “Semana do Químico”, promovida por diversas instituições
de ensino superior.
Bibliografia recomendada
Na presente seção, apresentamos as referências que fundamentaram as orientações
teórico-metodológicas na elaboração deste livro. Esse referencial é uma rica fonte de
atualização do professor, motivo pelo qual o apresentamos neste capítulo.
No livro do aluno, são apresentadas todas as referências de obras de Química consultadas
na elaboração deste livro e que deverão ser consultadas no caso de dúvidas
conceituais específicas. Além da bibliografia básica consultada apresentada no livro
do aluno, no capítulo 4 da presente “Orientações teórico-metodológicas” são apresentadas
as referências específicas consultadas na elaboração de cada unidade programática,
tanto em termos de conteúdo quanto em termos do tema sociocientífico
desenvolvido nas seções “Tema em foco” do livro. Essas referências serão muito úteis
para o professor, no caso de necessidade de atualização de tópicos mais específicos
da obra, como, por exemplo, o estudo da mecânica quântica.
Para a discussão do tema em foco é recomendável que o professor selecione referências
básicas sobre o tema sociocientífico e busque fazer uma leitura global da
temática em alguma obra mais específica. Para isso, recomendamos livros paradidáticos
referenciados no livro do aluno na seção “É bom ler”, bem como obras que estão referenciadas
no capítulo 4 destas orientações ao final de cada unidade programática do
livro que são ali comentadas.
Para a contextualização dos temas sociocientíficos das unidades programáticas, é fundamental
que o professor mantenha-se atualizado com a leitura de jornais e de revistas
de informação. Ao se manter atualizado, o professor encontrará textos que tratam da
temática e que poderão ser utilizados em suas aulas para aprofundamento ou mesmo
para substituição dos textos do livro, de forma que o tema seja abordado o mais contextualizado
possível, com dados mais recentes e próximos da comunidade dos estudantes.
Outra importante fonte de consulta para o professor está na rede da internet. Entendemos
que com o ritmo da expansão do conhecimento, o qual é veiculado por meio de
fontes diversas de informações disponíveis na internet, essa fonte de consulta passou a
12
MANUAL DO PROFESSOR

ser fundamental para atualização do professor. Por outro lado, alertamos para a preocupação
que devemos ter com a originalidade e confiabilidade das informações. Nesse
sentido, devemos preferir a consulta a páginas de institutos de pesquisa e de organizações
científicas e técnicas. Referências de sites confiáveis são apresentadas no livro do
aluno na seção “Para navegar na internet” e também no capítulo 4 destas orientações,
as quais também foram nossa fonte de consulta.
A seguir apresentamos um amplo referencial de obras educacionais e específicas
da área de ensino de Ciências e de Química. Incluem-se nessas referências obras que
tratam da legislação educacional e de filosofia da Ciência. Todas são obras essenciais na
formação do professor.
Desse conjunto de obras, selecionamos aquelas que se configuram leitura obrigatória
para a formação do professor e que são comentadas a seguir. As demais obras
que completam a fundamentação teórico-metodológica deste livro e a formação do
professor são apresentadas logo adiante ao final deste capítulo. Algumas referências se
repetem no livro do aluno, pois tanto se configuram referências de conteúdos químicos
como ”orientações teórico-metodológicas“.
Bibliografia básica comentada
BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria do Ensino Médio. Parâmetros Curriculares
Nacionais+. Brasília, 2002. Disponível em: .
Texto de leitura obrigatória que contém as diretrizes básicas para os currículos de
Química para o Ensino Médio. Mais do que uma recomendação de natureza legal, o
documento sistematiza as principais orientações para o ensino de Ciências e Química
desenvolvidas em sua área de pesquisa.
CHASSOT, A. I. Alfabetização científica: questões e desafios para a educação. Ijuí: Unijuí,
2000.
Neste livro clássico, o professor Attico Chassot, que possui outras publicações, demonstra
que falar de Ciência é também falar de história e de cultura de uma forma mais
ampla. Há discussões de questões como cidadania, tecnologias, formação de professores,
linguagem, história, política, religião, saberes populares e escolares.
GEPEQ – Grupo de Pesquisa para o Ensino de Química. Interação e transformação:
Química para o 2 o grau. São Paulo: Edusp, 1993-1995-1998-2005. v. I, II, III e IV. Livro
do aluno, guia do professor.
Livros didáticos desenvolvidos no Instituto de Química da USP pelo Grupo de Pesquisa
em Ensino de Química (Gepeq). O material é sistematicamente aplicado em diversas
escolas e caracteriza-se por uma completa inovação na forma de apresentação e
tratamento dos conteúdos químicos. Sua leitura permite ao professor visualizar novas
formas metodológicas para organizar os conteúdos de Química no Ensino Médio.
LOPES, A. R. C. Currículo e epistemologia. Ijuí: Unijuí, 2007.
Neste livro, a professora Alice Lopes apresenta uma revisão completa de seus artigos
publicados em periódicos e capítulos de livro com fundamentação teórica relacionada ao
currículo de Química. O livro engloba temas relacionados aos princípios curriculares, livros
didáticos e epistemologia do conhecimento químico. Importante obra para se refletir sobre
o currículo de Química.
LUTFI, M. Cotidiano e educação em Química: os aditivos em alimentos como proposta
para o ensino de Química no 2 o grau. Ijuí: Unijuí, 1988.
_____. Os ferrados e os cromados: produção social e apropriação privada do conhecimento
químico. Ijuí: Unijuí, 1992.
Propostas de abordagem do ensino de Química no cotidiano, de forma a expressar
o papel da Ciência Química no contexto econômico e social e uma compreensão do
MANUAL DO PROFESSOR
13

processo produtivo no sistema capitalista. São obras de referência do professor Mansur
Lutfi, que na década de 1980, já desenvolvia metodologias de ensino de Química muito
bem-sucedidas, por meio de abordagem temática, sendo de leitura obrigatória para a
compreensão do papel da contextualização no ensino de Química.
MACHADO, A. H. Aula de Química: discurso e conhecimento. Ijuí: Unijuí, 1999.
O objetivo deste livro de Andréa Machado é revelar e compreender as relações entre
a construção do conhecimento químico e o discurso no Ensino Médio. Tratando sobre
o papel da linguagem, discute o construtivismo e a perspectiva histórico-cultural no
ensino de Química. Sua leitura ajudará o professor a compreender a importância do
desenvolvimento de uma postura em sala de aula centrada no aluno.
MALDANER, O. A. A formação inicial e continuada de professores de Química. Ijuí:
Unijuí, 2000.
Neste livro, o professor Otavio Maldaner discute formas práticas de inserir professores
e formadores de professores no debate para a melhoria da qualidade educativa
nas escolas e nas instituições do Ensino Superior, apresentando ainda reflexões sobre
Filosofia da Ciência e seu papel no ensino. Leitura fundamental para o professor refletir
sobre a sua formação por meio da prática em sala de aula.
MORAES, R. (Org.). Construtivismo e ensino de ciências: reflexões epistemológicas e
metodológicas. Porto Alegre: Edipucrs, 2000.
Ao organizar este livro, o professor Roque Moraes conseguiu reunir textos que
aprofundam leituras e discussões capazes de preparar os leitores para a construção e
explicitação de pressupostos epistemológicos e metodológicos. É mais uma importante
obra para a compreensão do papel de abordagens construtivistas no ensino de Ciências.
MORTIMER, E. F. Linguagem e formação de conceitos no ensino de Ciências. Belo Horizonte:
UFMG, 2000.
Em sua obra clássica, o professor Eduardo Mortimer reúne resultados de pesquisa
que revelam a compreensão do processo de ensino e aprendizagem desenvolvido
em sala de aula. É um livro fundamental para uma reflexão crítica sobre os princípios
teórico-metodológicos da pedagogia construtivista e do papel do uso da linguagem
em sala de aula.
MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H.; ROMANELLI, L. I. A proposta curricular de Química do
Estado de Minas Gerais: fundamentos e pressupostos. Química Nova, v. 23, n. 2, p. 273-83,
2000. Disponível em: .
Neste artigo, os professores Eduardo Mortimer, Andréa Machado e Lilavate Romanelli
apresentam reflexões teóricas sobre a necessidade de revisão dos conteúdos
químicos abordados no Ensino Médio e propõem diferentes formas de organização do
conteúdo programático. A leitura ajudará o professor a perceber outras possibilidades
de organizar o seu programa de Química.
REVISTA QUÍMICA NOVA NA ESCOLA. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química. Disponível
em: .
Referência essencial para os professores de Química e de fácil acesso. Trata-se de
revista da Divisão de Ensino de Química da Sociedade Brasileira de Química. Nesta
revista são publicados artigos que tratam de resultados de pesquisa em ensino de
Química, atualizações conceituais, apresentações de atividades de laboratório, relatos
de experiência em sala de aula, temas de Química na sociedade, além de temas
gerais de reflexão sobre ensino de Química. A leitura desta revista é obrigatória para
o processo de atualização do professor. A revista pode ser adquirida por meio de
correspondência encaminhada para a Sociedade Brasileira de Química: Caixa Postal
26037, CEP 05513-970, São Paulo-SP, e pode ser consultada em sua versão on-line
no site indicado.
14
MANUAL DO PROFESSOR

ROSA, M. I. P.; ROSSI, A. V. (Org.). Educação Química no Brasil: memórias, políticas e
tendências. Campinas: Átomo & Alínea, 2008.
Nesta obra, as professoras Maria Inês Rosa e Adriana Rossi reúnem textos de
pesquisadores da área de ensino de Química que refletem sobre as contribuições dos
diferentes campos de pesquisa no ensino de Química em sala de aula. Sua leitura
deixará o professor atualizado sobre as contribuições e tendências atuais na área de
ensino de Química.
SANTOS, W. L. P. dos; SCHNETZLER, R. P. Educação em Química: compromisso com a
cidadania. 4 ed. Ijuí: Unijuí, 2010.
Nesta obra, Wildson Santos e Roseli Schnetzler apresentam contribuições sobre o
papel do professor e do currículo na formação para a cidadania. Com base na concepção
de cidadania e em resultados de pesquisa sobre concepções de educadores
químicos brasileiros, são discutidas proposições para o ensino de Química voltadas para
a cidadania. O livro apresenta uma síntese sobre o movimento curricular de ensino de
Ciências, tecnologia e sociedade, CTS, sendo de leitura obrigatória para a compreensão
da contextualização temática do presente livro didático.
SANTOS, W. L. P. dos e MALDANER, O. A. (Orgs.). Ensino de química em foco. Ijuí: Unijuí,
2010.
Esta é uma obra que foi escrita para professores de Química do Ensino Médio, sendo
uma referência na área, pela sua abrangência em conteúdos que busca responder as
questões focais do Ensino de Química: Por quê ensinar? O que ensinar? O Como ensinar?
A obra sintetiza as principais tendências e contribuições das pesquisas para o Ensino
de Química sobre tópicos de ensino para cidadania, histórico do ensino de Química
no Brasil, legislação e orientações legais, interdisciplinaridade, enfoque CTS, Educação
Ambiental, História e Filosofia da Ciência, linguagem científica e linguagem cotidiana,
modelos e modelagem no ensino de Ciências, experimentação, livro didático, diversidade
de aprendizagens, avaliação e produção do conhecimento do professor de Química.
SCHNETZLER, R. P.; ARAGÃO, R. M. de (Orgs.). Ensino de Ciências: fundamentos e abordagens.
Campinas: R. Vieira, 2000.
Esta obra, organizada por Roseli Schenetzler e Rosália Aragão, relata a preocupação
dos problemas no ensino que surgem quando a formação do docente deixa de produzir
mudanças em suas práticas, ocasionando dificuldades de aprendizagem e estagnação
cultural na educação do país. Apresenta reflexões importantes para a prática de sala
de aula, incluindo um excelente artigo sobre o papel da experimentação no ensino
de Ciências.
ZANON, L. B.; MALDANER, O. A. Fundamentos e propostas de ensino de Química para
a educação básica no Brasil. Ijuí: Unijuí, 2007.
Livro organizado pelos professores Lenir Zanon e Otavio Maldaner no qual autores de
diferentes projetos de ensino de Química para os Ensinos Fundamental e Médio apresentam
os princípios de sua proposta. Obra fundamental para que o professor conheça
diferentes possibilidades de organização e abordagem metodológica de suas aulas.
ZANON, L. B. et al. Conhecimentos de Química. In: Brasil. Ministério da Educação, Secretaria
do Ensino Médio. Orientações curriculares para o ensino médio: Ciências da
natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília: Ministério da Educação – Secretaria
de Educação Básica, 2006. v. 2. p. 99-137. Disponível em: .
Documento de leitura obrigatória para os todos os professores no qual os autores
sintetizam as orientações curriculares para o Ensino Médio presentes nas duas versões
iniciais dos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio. Esse documento fundamenta
princípios para a organização curricular do ensino de Química em uma perspectiva
de flexibilidade curricular, estabelecendo orientações sobre o conteúdo de Química
e formas de sua abordagem metodológica.
MANUAL DO PROFESSOR
15

Bibliografia de Educação, Filosofia da Ciência e
Ensino de Ciências e de Química
ALVES, R. Filosofia da Ciência: introdução ao jogo e suas regras. São Paulo: Brasiliense,
1981.
AMBROGI, A.; VERSOLATO, E. F.; LISBOA; J. C. F. Unidades modulares de Química. São
Paulo: Hamburg, 1987.
AMBROGI, A.; LISBOA; J. C. F.; SPARAN, E. R. F. Química: habilitação para o magistério.
São Paulo: Funbec/Cecisp/Harbra, 1990. Módulos 1, 2 e 3.
ASTOLFI, J. P.; DEVELAY, M. A didática das Ciências. Campinas: Papirus, 1990.
BIZZO, N. Ciências: fácil ou difícil? São Paulo: Ática, 1998.
BOFF, L. Nova era: a civilização planetária. São Paulo: Ática, 1994.
______. Ecologia: grito da terra, grito dos pobres. São Paulo: Ática, 1995.
______. Ministério da Educação. Secretaria do Ensino Médio. Parâmetros Curriculares
Nacionais+. Brasília, 2002. Disponível em: .
BUFFA, E.; ARROYO, M.; NOSELLA, P. Educação e cidadania. 2. ed. São Paulo: Cortez/
Autores Associados, 1988.
BUSQUETS, M. et al. Temas transversais em educação: bases para uma formação integral.
5. ed. São Paulo: Ática, 1999.
CACHAPUZ, A. et al (Orgs.). A necessária renovação do ensino das Ciências. São Paulo:
Cortez, 2005.
CALDEIRA, A. M. de A. (Org.). Ensino de Ciências e Matemática, II: temas sobre a formação
de conceitos. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2009.
CANIATO, R. Com Ciência na Educação: ideário e prática de uma alternativa brasileira
para o ensino de Ciência. Campinas: Papirus, 1987.
CANIVEZ, P. Educar o cidadão? Campinas: Papirus, 1991.
CARVALHO, A. M. P. de C. (Org.). Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática.
São Paulo: Pioneira/Thomson Learning, 2004.
CARVALHO, I. C. M. Educação ambiental: a formação do sujeito ecológico. São Paulo:
Cortez, 2004.
CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal? São Paulo: Brasiliense, 1993.
CHASSOT, A. I. A educação no ensino de Química. Ijuí: Unijuí, 1990.
______. Catalisando transformações na Educação. Ijuí: Unijuí, 1993.
______. Para que(m) é útil o ensino?: alternativas para um ensino (de Química) mais crítico.
Canoas: Ulbra, 1995.
______. Alfabetização científica: questões e desafios para a educação. Ijuí: Unijuí, 2000.
______. A Ciência é masculina? É sim, senhora! São Leopoldo: Unisinos, 2003.
______. Educação conSciência. Santa Cruz do Sul: EdUNISC, 2003.
______. Sete escritos sobre educação e Ciência. São Paulo: Cortez, 2008.
______. OLIVEIRA, R. J. (Org.). Ciência, ética e cultura na educação. São Leopoldo:
Unisinos, 1998.
16
MANUAL DO PROFESSOR

CISCATO, C. A. M.; BELTRAN, N. O. Química: parte integrante do projeto diretrizes gerais para o ensino de 2º- grau
núcleo comum (convênio MEC/PUC-SP). São Paulo: Cortez e Autores Associados, 1991.
COLL, C. et al. O construtivismo na sala de aula. 6. ed. São Paulo: Ática, 2003.
CORREA, A. G. (Org.); ZUIN, V. G. (Org.). Química verde: Fundamentos e Aplicações. São Carlos: EDUFSCar, 2009.
CRUZ, R.; GALHARDO FILHO, E. Experimentos de Química: microescala com materiais de baixo custo e do cotidiano.
São Paulo: Livraria da Física, 2004.
DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. Metodologia do ensino de Ciências. São Paulo: Cortez, 1990.
______; ______; PERNAMBUCO, M. M. Ensino de Ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez, 2002.
DIAS, G. F. Educação ambiental: princípios e práticas. São Paulo: Gaia, 2000.
______. Elementos para a percepção das questões ambientais. Projeto de Educação Ambiental da Universidade
Católica de Brasília, 2000.
DRIVER, R. et al. Construindo conhecimento científico em sala de aula. Química Nova na Escola, n. 9, p. 31-40,
1999.
EICHLER, M.; PINO, J. C. D. Jornais e revistas on-line: busca por temas geradores. Química Nova na Escola, n. 9,
p. 6-8, maio 1999.
______. Popularização da ciência mídia digital no ensino de Química. Química Nova na Escola, n. 15, p. 24-7,
maio 2002.
ESTADO DE SÃO PAULO. Secretaria da Educação. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Proposta
curricular para o ensino de Química: 2º- grau. 2. ed. São Paulo: SE/CENP, 1988.
FOUREZ, G. A construção das Ciências: introdução à filosofia e à ética das Ciências. São Paulo: Editora da Unesp,
1995.
FRACALANZA, H.; MEGID NETO, J. (Org.). O livro didático de Ciências no Brasil. Campinas: Komedi, 2006.
FRANCISCO JUNIOR, W. E. Analogias e situações problematizadoras em aulas de Ciências. São Carlos: Pedro &
João Editores, 2010.
FREIRE, P. Educação como prática da liberdade. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1967.
______. Pedagogia do oprimido. 17. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1987.
______. Pedagogia da esperança: um reencontro com a pedagogia do oprimido. Rio de Janeiro: Paz e Terra,
1992.
______. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. São Paulo: Paz e Terra, 1996.
GADOTTI, M. Pedagogia da terra. São Paulo: Peirópolis, 2000.
GALIAZZI, M. do C. Educar pela pesquisa: ambiente de formação de professores de Ciências. Ijuí: Unijuí, 2003.
GIORDAN, M. Computadores e linguagens nas aulas de Ciências: uma perspectiva sociocultural para compreender
a construção de significados. Ijuí: Unijuí, 2008.
GOUVEIA, G.; MARTINS, I. Imagens e educação em Ciências. In: ALVES, N.; ESGARBI, P. (Org.). Espaço e imagens
na escola. Rio de Janeiro: DP&A, 2001.
GUTIÉRREZ, F.; PRADO, C. Ecopedagogia e cidadania planetária. São Paulo: Cortez/Instituto Paulo Freire, 1999.
HOFFMANN, J. Avaliação: mito e desafio, uma perspectiva construtivista. 24. ed. Porto Alegre: Mediação, 1998.
JAPIASSU, H. Um desafio à educação: repensar a pedagogia científica. São Paulo: Letras & Letras, 1999.
JUSTI, R. da S.; RUAS, R. M. Aprendizado de Química: reprodução de pedaços isolados de conhecimento? Química
Nova na Escola, n. 5, p. 24-7, maio 1997.
MANUAL DO PROFESSOR
17

KRASILCHIK, M. O professor e o currículo das Ciências. São Paulo: Edusp, 1987.
LA TAILLE, Y. de; OLIVEIRA M. K.; DANTAS, H. de L. Piaget, Vygotsky, Wallon: teorias
psicogenéticas em discussão. São Paulo: Summus, 1992.
LIMA, M. E. C. C. Sentidos do trabalho: a educação continuada de professores. Belo
Horizonte: Autêntica, 2005.
LOCH, J. M. P. Avaliação: uma perspectiva emancipatória. Química Nova na Escola, n.
12, p. 30-3, nov. 2000.
LOPES, A. R. C. Livros didáticos: obstáculos ao aprendizado da Ciência Química:
I – obstáculos animistas e realistas. Química Nova, v. 15, n. 3, p. 254-61, jan. 1992.
______. Livros didáticos: obstáculos ao aprendizado da Ciência Química. Revista Brasileira
de Estudos Pedagógicos, Brasília, v. 74, n. 177, p. 309-34, maio/ago. 1993.
______. Conhecimento escolar: ciência e cotidiano. Rio de Janeiro: Editora da UERJ,
1999.
LOUREIRO, C. F. B.; LAYRARGUES, P. P.; CASTRO, R. S. (Org.). Sociedade e meio ambiente:
a educação ambiental em debate. 3. ed. São Paulo: Cortez, 2002.
LUCKESI, C. C. Avaliação da aprendizagem escolar. 8. ed. São Paulo: Cortez, 1998.
MACHADO, A. H. Aula de Química: discurso e conhecimento. Ijuí: Unijuí, 1999.
______; MOURA, A. L. A. Concepções sobre o papel da linguagem no processo de elaboração
conceitual em Química. Química Nova na Escola, n. 2, p. 27-30, nov. 1995.
MACHADO, P. F. L.; MÓL, G. S. Experimentando Química com segurança. Química Nova
na Escola, v. 27, p. 57-60, 2008.
______. Resíduos e rejeitos de aulas experimentais: o que fazer? Química Nova na
Escola, v. 29, p. 38-41, 2008.
MALDANER, O. A. Química 1: construção de conceitos fundamentais. Ijuí: Unijuí, 1992.
______. A formação inicial e continuada de professores de Química. Ijuí: Unijuí, 2000.
______; ZAMBIAZI, R. Química 2: consolidação de conceitos fundamentais. Ijuí: Unijuí,
1993.
MIZUKAMI, M. G. N. Ensino: as abordagens do processo. São Paulo: EPU, 1986.
MÓL, G. de S. O uso de analogias no ensino de Química. 2000. Tese (Doutorado em
Química) – Instituto de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2000.
MOHRIG, J.; CHILD, W. Chemistry in perspective. Massachusetts: Allyn and Bacon, 1987.
MORAES, R. (Org.). Construtivismo e ensino de Ciências: reflexões epistemológicas e
metodológicas. Porto Alegre: Edipucrs, 2000.
______; MANCUSO, R. (Org.). Educação em Ciências: produção de currículos e formação
de professores. Ijuí: Unijuí, 2004.
MOREIRA, M. A. Ensino e aprendizagem: enfoques teóricos. São Paulo: Moraes, 1983.
______. Aprendizagem significativa. Brasília: Editora da UnB, 1999.
______. Teorias de aprendizagem. São Paulo: E.P.U., 1999.
______; AXT, R. Tópicos em ensino de Ciências. Porto Alegre: Sagra, 1991.
______; BUCHWEITZ, B. Mapas conceituais: instrumentos didáticos, de avaliação e de
análise de currículo. São Paulo: Moraes, 1982.
18
MANUAL DO PROFESSOR

MORTIMER, E. F. A evolução dos livros didáticos de Química destinados ao ensino
secundário. Em aberto, Brasília, ano 7, n. 40, p. 25-41, 1988.
______. Para além das fronteiras da Química: relações entre filosofia, psicologia e ensino
de Química. Química Nova, v. 20, n. 2, p. 200-7, 1997.
______. Linguagem e formação de conceitos no ensino de Ciências. Belo Horizonte:
Editora da UFMG, 2000.
______; CARVALHO, A. M. P. Referências teóricas para análise do processo de ensino
de Ciências. Cadernos de Pesquisa, n. 96, p. 5-14, 1996.
______; MACHADO, A. H. Elaboração de conflitos e anomalias na sala de aula. In: MOR-
TIMER, E. F.; SMOLKA, A. L. B. (Orgs.). Linguagem, cultura e cognição: reflexões para o
ensino e a sala de aula. Belo Horizonte: Autêntica, 2001. p. 107-138.
______; ______. Química para o ensino médio: volume único. São Paulo: Scipione, 2002.
______; ______; ROMANELLI, L. I. A proposta curricular de Química do Estado de Minas
Gerais: fundamentos e pressupostos. Química Nova, v. 23, n. 2, p. 273-283, 2000.
NARDI, R. (Org.). Questões atuais no ensino de Ciências. São Paulo: Escrituras, 1998.
______; ALMEIDA, M. J. P. M. de (Org.). Analogias, leituras e modelos no ensino da
Ciência. São Paulo: Escrituras, 2006.
______; BASTOS, F.; DINIZ, R. E. da S. (Orgs.). Pesquisas em ensino de Ciências: contribuições
para a formação de professores. São Paulo: Escrituras, 2004.
OLIVEIRA, J. R. de. A escola e o ensino de Ciências. São Leopoldo: Editora da Unisinos,
2000.
PERRENAUD, P. Avaliação da excelência à regulação das aprendizagens. Porto Alegre:
Artes Médicas, 1998.
______. Construir as competências desde a escola. Porto Alegre: Artes Médicas Sul,
1999.
______. Dez novas competências para ensinar. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 2000.
PIETROCOLA, M. (Org.). Ensino de Física: conteúdo, metodologia e epistemologia
numa concepção integradora. Florianópolis: Editora da UFSC, 2001.
POZO, J. I. Aprendizes e mestres: a nova cultura da aprendizagem. Porto Alegre:
Artmed, 2002.
REIGOTA, M. O que é educação ambiental? São Paulo: Brasiliense, 1994
ROMANELLI, L. I.; JUSTI, R. da S. Aprendendo Química. Ijuí: Unijuí, 1997.
ROSA, M. I. P. Investigação e ensino: articulações e possibilidades na formação de
professores de Ciências. Ijuí: Unijuí, 2004.
______. (Org.). Formar: encontros e trajetórias com professores de Ciências. São Paulo:
Escrituras, 2005.
SÁ, L. P.; QUEIROZ, S. L. Estudo de casos no ensino de Química. Campinas: Átomo &
Alínea, 2009.
SALLES, P. S. B. A. e GAUCHE, R. (Orgs.). Educação científica, inclusão social e acessibilidade.
Goiânia: Cânone Editorial, 2011.
SANTOS, F. M. T. dos; GRECA, I. M. (Orgs.). A pesquisa em ensino de Ciências no Brasil
e suas metodologias. Ijuí: Unijuí, 2006.
MANUAL DO PROFESSOR
19

SANTOS, W. L. P. dos. Contextualização no ensino de Ciências por meio de temas
CTS em uma perspectiva crítica. Ciência & Ensino, Campinas, v. 1, p .1-12, 2007.
______. Educação científica na perspectiva de letramento como prática social: funções,
princípios e desafios. Revista Brasileira de Educação, v. 12, p. 474-492, 2007.
______. Educação científica humanística em uma perspectiva freireana: resgatando a
função do ensino de CTS. Alexandria, v. 1, p. 109-131, 2008.
______; MORTIMER, E. F. Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-T-S
(ciência-tecnologia-sociedade) no contexto da educação brasileira. Ensaio: Pesquisa
em Educação em Ciências, v. 2, n. 2, p. 133-62, dez. 2000.
______; SCHNETZLER, R. P. Educação em Química: compromisso com a cidadania. 4.
ed. Ijuí: Unijuí, 2010.
______ et al. Química e sociedade: uma experiência de abordagem temática para o
desenvolvimento de atitudes e valores. Química Nova na Escola, n. 20, p. 11-14, nov.
2004.
SANTOS, C. A. dos e QUADROS, A. F. de. (Orgs.). Utopia em busca de possibilidade:
abordagens interdisciplinares no ensino de ciências da natureza. Foz do Iguaçu: Editora
Unila, 2011.
SANTOS, W. L. P. dos e MALDANER, O. A. (Orgs.). Ensino de Química em foco. Ijuí:
Unijuí, 2010.
SATO, M.; CARVALHO, I. C. M. (Org.). Educação ambiental: pesquisa e desafios. Porto
Alegre: Artmed, 2005.
SCHNETZLER, R. P. Construção do conhecimento e ensino de Ciências. Em Aberto, ano
11, n. 55, p. 17-22, jul./set. 1992.
______. Pesquisa em ensino de Química no Brasil: conquistas e perspectivas. Química
Nova, v. 25, suplemento 1, p. 14-24, jul. 2002.
______; ARAGÃO, R. M. de (Orgs.). Ensino de Ciências: fundamentos e abordagens.
Campinas: R. Vieira, 2000.
______; ______. Importância, sentido e contribuições de pesquisas para o ensino de
Química. Química Nova na Escola, n. 1, p. 27-31, maio 1995.
______ et al. Proquim: projeto de ensino de Química para o segundo grau. Campinas:
Capes/MEC/PADCT, 1986.
SCHÖN, D. A. Educando o profissional reflexivo: um novo design para o ensino e a
aprendizagem. Porto Alegre: Artmed, 2000.
SILVA, E. G.; TUNES, E. Abolindo mocinhos e bandidos: o professor, o ensinar e o
aprender. Brasília: Editora da UnB, 1999.
VARGAS, M. Para uma filosofia da tecnologia. São Paulo: Alfa Ômega, 1994.
VYGOTSKY, L. S. A construção do pensamento da linguagem. São Paulo: Martins Fontes,
2000.
YUS, R. Temas transversais: em busca de uma nova escola. Porto Alegre: Artmed,
1998.
ZUIN, V. G. A inserção da dimensão ambiental na formação de professores de Química.
Campinas: Átomo, 2011.
20
MANUAL DO PROFESSOR

2
Orientações
teórico-metodológicas
“É próprio do pensar certo a disponibilidade ao risco, a aceitação do novo que
não pode ser negado ou acolhido só porque é novo, assim como o critério
de recusa ao velho não é apenas o cronológico.”
Paulo Freire
Todos nós nos deparamos com o estudo de Química, logo de saída memorizando
fórmulas e conceitos e ouvindo os professores apresentarem a sequência de conteúdo
“logicamente organizada” que se repete na maioria dos livros desta disciplina. Passamos
para o curso superior e pouco ou nada mudou em relação a isso.
Se foi dessa forma que aprendemos, por que não continuar ensinando assim? Existirá
outro caminho diferente e que seja viável?
A resposta é SIM, pois enquanto fomos bem-sucedidos, muitos alunos até hoje apresentam
grandes dificuldades no aprendizado da Química, daí o porquê do elevado
índice de reprovação nesta disciplina.
Mas que metodologia empregar? Para essa pergunta não existe uma resposta definitiva.
No entanto, com este livro esperamos apontar diferentes possibilidades que
você poderá utilizar em suas aulas. O presente livro incorpora proposições inovadoras
em ensino de Ciências que vêm sendo elaboradas nos últimos trinta anos por vários
educadores brasileiros.
A preocupação central da obra é fornecer aos estudantes ferramentas básicas que
lhes permitam o exercício pleno da cidadania. Para isso, eles precisam ter o domínio
de conceitos químicos e desenvolver a capacidade de fazer julgamentos de valores e
atitudes comprometidas com a sociedade em que estão inseridos.
Dessa forma, toda a obra foi organizada buscando garantir princípios que, ao mesmo
tempo em que instrumentaliza os alunos com as ferramentas culturais do conhecimento
químico, assume uma postura de compromisso ético com a sociedade brasileira no
seu contexto socioeconômico e político.
Para isso, foi adotada uma orientação metodológica sustentada em pressupostos
de natureza construtivista. Nessa orientação, o aluno tem papel central no processo
de ensino e aprendizagem, em que o livro torna-se um instrumento de mediação do
conhecimento por meio de atividades centradas nos alunos.
O processo de construção do conhecimento ocorre a partir do estabelecimento de
relações conceituais, em que esquemas mentais são elaborados pelos estudantes para
compreender os novos conceitos introduzidos em sala de aula. O papel do professor e
dos recursos pedagógicos nesse contexto é o de articular os conceitos, estabelecendo
desafios cognitivos em que os estudantes sejam estimulados a construir novos esquemas
explicativos para o mundo que os rodeia.
Papel central nesse processo de mediação vem sendo dado à linguagem como
ferramenta cultural constitutiva do próprio sujeito. Ressaltar a linguagem no ensino de
Ciências significa instaurar uma dinâmica interativa em sala de aula em que os discursos
dos estudantes sejam contemplados no discurso do professor. Nessa dinâmica interativa,
em que os discursos dos estudantes são explorados pelo professor, a aprendizagem de
novos conceitos em estudo é facilitada.
MANUAL DO PROFESSOR
21

Tomando, assim, a cidadania como meta central do curso e a organização do processo
de ensino e aprendizagem centrada no estudante em quem o conhecimento
químico é mediado pela sua linguagem socialmente estabelecida, vamos agora tecer
mais considerações de como a presente obra foi elaborada com esses pressupostos.
O Ensino Médio e a formação da cidadania
No passado, o contexto de expansão e massificação do sistema educacional favoreceu
a tradição do ensino médio de caráter preparatório para o ingresso no ensino
superior e a padronização do livro didático. Isso com a finalidade de atender aos
programas de vestibular das universidades, não só quanto ao conteúdo, mas também
quanto à sua forma de abordagem.
O Ensino Médio é o nível de escolarização em que há maior indefinição em torno
de sua função social. A dicotomia entre o caráter terminal e o de continuidade do
Ensino Médio (função profissionalizante ou preparatória para o Ensino Superior)
ocasionou uma divisão entre os próprios estabelecimentos de ensino, reproduzindo a
divisão social dentro da escola.
Foi nesse contexto que surgiu a proposta de Educação Básica, cujo caráter é ser
formadora da cidadania. Nela, o Ensino Médio tem o papel de concluir a formação básica
comum a todo cidadão brasileiro, assegurando uma educação igualitária mínima
requerida para a participação efetiva na sociedade e para o ingresso no mercado de
trabalho com maior qualificação.
Esse ideário busca, em tese, superar a dicotomia mencionada. Na prática, no
entanto, o Ensino Médio continua sendo visto por muitos estudantes e professores
exclusivamente como curso preparatório para ingresso na universidade, o que
contribui para descaracterizar esse nível de ensino.
Tal reducionismo leva a escola a perder sua função de formadora de cidadãos
críticos, conhecedores da realidade social de seu país e dispostos a transformá-la. A
pressão do vestibular sobre o ensino cerceia o trabalho pedagógico do professor, estimulando
a memorização de regras, a resolução de exercícios numéricos e o estudo
sumário de extensos programas, em detrimento da compreensão conceitual precisa e
do entendimento de suas relações com os diversos campos do conhecimento.
É preciso reconhecer que muitas universidades brasileiras têm modificado os seus
exames vestibulares, alterando os programas, evitando questões de memorização,
privilegiando questões reflexivas e valorizando o entendimento conceitual. Essas
mudanças nem sempre têm sido acompanhadas pelas escolas, que, na maioria das
vezes, continuam a seguir um roteiro já ultrapassado, sobrecarregado de conteúdos
com nível detalhista de exigência.
Pesquisas em ensino de Química vêm demonstrando a ineficácia de tais programas
e metodologias. Uma nova reforma educacional vem aos poucos se impondo
e está chegando a hora de a escola do ensino médio assumir a sua identidade e
avançar no seu caráter formativo.
A sociedade moderna requer muitos outros conhecimentos e habilidades dos
nossos jovens. E é nessa hora que o conhecimento de Química revela sua grande
importância, pois vivemos em uma sociedade tecnológica que exige de seus
cidadãos atitudes para um modelo de desenvolvimento que garanta a existência das
gerações futuras. Isso implica compreensão de um conhecimento mínimo para o
entendimento do papel da ciência, da tecnologia e das suas inter-relações sociais e
para o desenvolvimento de atitudes e valores.
O desenvolvimento de valores na formação para a cidadania significa o respeito a
princípios estéticos, políticos e éticos, englobando a estética da sensibilidade, a política
da igualdade e a ética da identidade: princípios organizadores do ensino médio.
22
MANUAL DO PROFESSOR

Para isso, a discussão de aspectos sociais relacionados à ciência e à tecnologia, denominados
aspectos sociocientíficos, devem ser imbricados com valores socioculturais
que fundamentam a educação nacional.
Formação da cidadania é o objetivo central desta obra didática, assim como a
preparação para a continuidade de estudos e para o ingresso no mercado de trabalho.
Essa preparação deve ser decorrência do trabalho formativo. O aluno que tenha
compreensão crítica dos conceitos químicos vai estar em condições mais efetivas
de contextualizar e compreender questões desafiadoras de Química, cada vez mais
cobradas nos exames de vestibular e do Enem. Também é a capacidade reflexiva que
tem sido cada vez mais exigida no mercado de trabalho.
Preparar o estudante para o exercício consciente da cidadania e para seu ingresso
no ensino superior não são objetivos excludentes. É um engano julgar que o estudante
só terá chances no vestibular se o professor treiná-lo o tempo todo para fazer exames,
como também é engano considerar que, quando se busca o preparo para o vestibular,
são necessários programas densos sem espaço para a abordagem experimental e
social da Química. Muito pelo contrário: ao propiciarmos uma formação mais ampla
ao estudante, estamos ajudando-o a consolidar conceitos e a desenvolver o raciocínio
lógico requerido pelos exames vestibulares.
PCN e orientações curriculares
Em passado distante, o MEC estabeleceu conteúdos fixos obrigatórios para a Química
e outras áreas do saber. Até hoje, muitos professores se julgam obrigados a
seguir determinados conteúdos, argumentando que esses foram estabelecidos pelo
MEC ou pelas secretarias de Educação. Na atual legislação, não há conteúdos específicos
fixados e sim Diretrizes e Parâmetros ou Orientações Curriculares.
As Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio – DCNEM, disponível em (Ensino Médio – Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
– PCNEM – bases legais), é um documento orientador importante para o professor. Nesse
documento, são estabelecidos os princípios da identidade, diversidade e autonomia, da interdisciplinaridade
e da contextualização como princípios estruturadores do currículo. Em sua
proposição, o currículo é organizado por meio de competências e habilidades.
Existem diversos conceitos de competência e habilidade. Habilidade pode ser
compreendida como a capacidade imediata de “saber fazer” algo. Já competência
pode ser considerada a capacidade de mobilizar um conjunto de saberes, habilidades
e informações para solucionar desafios de ordem teórica e/ou prática. Competência
está relacionada às atividades de julgar, avaliar, ponderar, analisar, debater, definir e,
entre outras, propor soluções aos desafios encontrados.
Nesse documento, é fixado a base nacional comum do currículo e as suas competências.
Para a Química são estabelecidas competências relativas à apropriação de conhecimentos
dessa Ciência e aplicação desses conhecimentos para explicar o funcionamento
do mundo natural, planejar, executar e avaliar ações de intervenção na realidade natural.
O detalhamento dessas competências e as orientações sobre a natureza e organização
do conhecimento químico no currículo escolar de Química são estabelecidos
nos documentos do MEC: Parâmetros Curriculares Nacionais, PCNEM de 1998; nos
Parâmetros Curriculares Nacionais +, PCN+ de 2002; e nas Orientações Curriculares,
de 2006 (todos disponíveis no site do MEC, em Ensino Médio). Segundo esses documentos,
os conjuntos de saberes da área de Ciências da Natureza, Matemática e suas
Tecnologias foram agrupados em três domínios:
• Representação e comunicação: leitura e interpretação de códigos, nomenclaturas
e textos científicos; transposição entre diversas formas de representação; busca de
informações, produção e análise crítica de diferentes tipos de texto.
MANUAL DO PROFESSOR
23

• Investigação e compreensão: uso de ideias, conceitos, leis, modelos e procedimentos
científicos associados à ciência.
• Contextualização sociocultural: inserção do conhecimento disciplinar nos diferentes
setores da sociedade, suas relações com aspectos políticos, econômicos e sociais de
cada época e com a tecnologia e cultura contemporâneas.
Com essas competências e com outras orientações curriculares, esses documentos,
elaborados por especialistas em educação científica, incorporam importantes
princípios orientadores para o ensino de Química. À margem de possíveis críticas em
torno do debate sobre as competências no ensino, assumimos, no presente livro, as
orientações desses documentos.
Nesse sentido, a elaboração deste livro incorporou os princípios desses
documentos oficiais, principalmente no que diz respeito à contextualização e
interdisciplinaridade e à organização curricular. Assim, em nosso livro, adotamos uma
estrutura curricular que, embora seja familiar ao professor, incorpora as diretrizes e os
parâmetros oficiais, reduzindo o caráter compartimentado do programa tradicional
de Química.
Abordagem temática, contextualização e
interdisciplinaridade
Considerando o nosso objetivo de fornecer conhecimentos relevantes que possam
servir de ferramenta cultural para o jovem participar ativamente da sociedade
moderna, caracterizada, sobretudo, pela presença da ciência e da tecnologia, foi que
organizamos o livro por meio de uma abordagem temática.
Atualmente, todos os livros didáticos de Química para o ensino médio incorporam
fotos, ilustrações e textos explicativos sobre as aplicações tecnológicas relacionadas
à Química. Essa formatação do livro, na maioria das vezes, é aplicada apenas com a
função de motivação ou de ilustração de aplicações da Química. Entendemos que a
abordagem dessa forma é restritiva e explora muito pouco a formação do cidadão.
Por essa razão, optamos por uma organização curricular mais arrojada, em que os
aspectos sociocientíficos da Química são explicitados mais claramente e são discutidos
com maior profundidade.
Assim, a perspectiva de abordagem temática contida neste livro vai além da mera
motivação ou informação. O fundamental da nossa proposta é levar o jovem a entender
as implicações sociais da Química e das tecnologias em sua vida e desenvolver
valores e atitudes para uma ação social responsável.
O enfoque está em explorar os aspectos da vivência do estudante, motivando a
reflexão e a adoção de uma postura necessária para a transformação da sociedade
tecnológica em uma sociedade mais igualitária, na qual se busque assegurar a preservação
do ambiente em todas as escalas.
A abordagem temática, nessa perspectiva, é assumida no livro como elemento constitutivo
de formação para a cidadania, consolidando o uso de ferramentas do conhecimento
químico no encaminhamento de soluções de problemas sociais, desenvolvendo valores
e atitudes. É com essa abordagem que explicitamos claramente as relações Ciência-
-Tecnologia-Sociedade – CTS – e que efetivamos a educação ambiental, temática
abordada com muita ênfase em todas as unidades do livro.
A orientação metodológica da abordagem temática no livro tem fundamentos
na proposta de educação de Paulo Freire, que considera que ela deve ser voltada
para a transformação do mundo, sendo mediada pelo conhecimento presente
na vida dos estudantes. Nessa perspectiva, o nosso maior compromisso é com a
formação da cidadania planetária. Assim, acreditamos que fatores econômicos e
sociais devem ser discutidos em razão das necessidades humanas, ao contrário do
24
MANUAL DO PROFESSOR

que tem sido imposto pelo processo de globalização. Desse modo, a escola passa a
ter outras responsabilidades, como a de aprimorar valores e atitudes do indivíduo,
capacitando-o a buscar, de maneira autônoma, o conhecimento do contexto
científico e tecnológico em que está inserido.
É nesse sentido que entendemos o papel da contextualização e da abordagem
interdisciplinar, considerando que vivemos em um mundo complexo que não pode
ser explicado a partir de uma única visão de uma área de conhecimento, mas de
uma visão multifacetada, construída conjuntamente pelas visões das diversas áreas
do conhecimento.
Dessa forma, cada unidade de nosso livro apresenta um tema sociocientífico que
tem a perspectiva de ser um tema gerador, em que o professor possa explorar o
contexto de vida dos estudantes e usá-lo para mediar o conhecimento químico, de
forma a provocar reflexões sobre as condições concretas de nossa posição existencial.
Nesse sentido, é muito importante que o professor use os temas apresentados no
livro, explorando questões locais da comunidade escolar. Para isso, recomendamos
que o professor substitua textos da seção “Tema em foco” por outros que possibilitem
discussões de problemas locais e regionais.
A contextualização desenvolvida neste livro incorpora também o princípio da interdisciplinaridade,
o qual está presente em exames do Enem e de várias universidades.
Dessa forma, em diversos textos do livro nos reportamos a conteúdos de Física,
Biologia, Matemática, Geografia, História, Sociologia e Filosofia. Esses conteúdos são
revisitados ao longo dos textos explicativos do conhecimento químico e de textos dos
temas em foco de contextualização.
Nossa orientação é que ao explorar conteúdos relativos a outras disciplinas, você
busque mecanismos de estabelecimento de diálogos mais estreitos também com
os professores das demais disciplinas. Por exemplo, você pode contemplar alguns
pontos desses conteúdos em suas aulas e propor que outros sejam retomados e
aprofundados pelos professores das outras disciplinas. Isso exigirá o planejamento
prévio conjuntamente com os demais colegas, o que poderá, inclusive, prever o
desenvolvimento de ações coletivas que envolva até a presença de professores de
diferentes disciplinas em uma mesma aula.
A nossa experiência tem demonstrado que a abordagem temática no nosso livro
tem propiciado a abertura de um espaço interdisciplinar. Conhecemos vários
exemplos de professors que desenvolveram projetos na escola a partir de temas
trabalhados em nossos livros. Esses projetos têm envolvido professores de outras
áreas na discussão conjunta de diferentes aspectos adjacentes ao tema, para uma
compreensão mais ampla do problema envolvido.
Assim, esperamos que você, colega professor, encare a nossa abordagem temática
não como um mero conteúdo secundário, mas de enriquecimento cultural, a ser tratado
de maneira complementar, caso haja tempo. Em nosso entendimento, ela é essencial,
pois assegura ao estudante a compreensão de conhecimentos básicos para o exercício
da cidadania, o que requer atenção especial na explicação cuidadosa de processos
químicos envolvidos em cada tema e na discussão dos seus aspectos sociocientíficos
explicitados, bem como na sua abordagem interdisciplinar.
Construção e mediação do conhecimento
As propostas mais avançadas de ensino de Química têm como um dos
pressupostos a necessidade do envolvimento ativo dos alunos nas aulas, gerando
um processo interativo professor/estudante, em que os horizontes conceituais dos
estudantes sejam contemplados. Isso significa criar oportunidades para que eles
expressem como veem o mundo, o que pensam, como entendem os conceitos,
quais são as suas dificuldades etc.
MANUAL DO PROFESSOR
25

Pensando dessa maneira, procuramos incorporar ao nosso material atividades de
ensino que estimulem o estudante a manifestar as suas ideias, o que, por sua vez, permitirá
ao professor tomar conhecimento de suas concepções sobre o tema em estudo.
A própria abordagem temática tem também esse papel, na medida em que ela traz para
a sala de aula temas da vivência do aluno, nos quais o professor pode explorar seus
conhecimentos prévios e suas experiências culturais.
Para propiciar as condições do processo de construção do conhecimento, adotamos
alguns princípios na estruturação do livro que buscam atender à especificidade
do ensino de Química.
Sendo o conhecimento químico de natureza eminentemente abstrata, buscamos
abordá-lo a partir de seus aspectos qualitativos e macroscópicos para introduzir os
seus aspectos quantitativos e os seus modelos microscópicos, fazendo uso da linguagem
química apropriada. Essa ordem inverte a costumeira disposição adotada na
maioria dos livros didáticos, que inicia o ensino de Química fazendo uso de modelos
atômicos ou apresentando o estudo das substâncias, a partir do ponto de vista estritamente
formal, ou seja, da representação dos seus constituintes por fórmulas e
modelos químicos.
Ao fazermos o uso correto da linguagem química por meio de fórmulas, introduzimos
o seu estudo, privilegiando uma abordagem qualitativa, antes do estudo propriamente
dito de constituição da matéria. Assim, em geral, iniciamos os conteúdos
com atividades práticas que têm entre seus objetivos a familiarização do aluno com
o material concreto, levando-o a compreender os aspectos qualitativos do conhecimento
de Química. Iniciando dessa maneira, apresentamos a linguagem da Química
e sequencialmente começamos a fazer uso das explicações que levam aos seus
modelos microscópicos, evitando a formalização descontextualizada.
Assim, demos atenção especial para que nem a abordagem nem a linguagem
empregadas reduzissem a aprendizagem a um processo mecânico de memorização.
A simples memorização de definições descontextualizadas não leva a uma aprendizagem
significativa. Essa se concretiza à medida que os novos conceitos são relacionados
com concepções prévias dos estudantes e são aplicados a diferentes fenômenos
em diversos contextos.
Esse mesmo princípio fundamenta o tratamento matemático que dispensamos
a diversos conceitos. Para favorecer a aprendizagem significativa, enfatizamos o significado
das deduções matemáticas de forma a explicitar as suas relações com os
processos químicos estudados, evitando, assim, a apresentação de regras sem a apresentação
do seu significado.
Para dar maior significação ao conhecimento químico, foi dada uma atenção especial
ao uso de modelos. É fundamental que os estudantes compreendam que a
Ciência trabalha com modelos que são representações da realidade e que, portanto,
possuem limitações. Eles são simplificações que representam imaginariamente como
podemos explicar determinados fenômenos, mas de maneira alguma correspondem
plenamente ao real. Aprender Ciência é aprender a lidar com modelos, interpretá-los
e aplicá-los a novas situações que permitirão fazer novas previsões. Nesse sentido, tivemos
cuidado de explicar o significado de cada modelo apresentado, suas limitações
e destacando o seu caráter representativo.
Considerando ainda o caráter do conhecimento químico, tivemos um cuidado metodológico
no uso de analogias, que é muito comum em aulas de Química.
A intenção de um professor, ao utilizar uma analogia, é facilitar a aprendizagem
do conceito em foco por meio da comparação com outro conceito ou situação mais
conhecida pelos estudantes. Trata-se de um importante recurso capaz de motivar o estudante
por relacionar o novo conhecimento com algum conceito ou situação a qual
ele já conhece melhor, tornando a tarefa educativa muito mais agradável.
26
MANUAL DO PROFESSOR

Entretanto, como o conceito que se pretende ensinar (denominado conceito-alvo)
não é exatamente igual ao que se utiliza como referência (denominado conceito-
-domínio), é comum que os estudantes estabeleçam certa confusão nesse processo,
às vezes misturando as duas coisas.
Assim, muitas analogias não são proveitosas em situações de ensino e aprendizagem
porque os estudantes nem sempre percebem as relações existentes entre os
conceitos. Isso pode ocorrer porque algo que pareça óbvio para o professor não é
necessariamente do conhecimento prévio de seus estudantes. Como alguém pode
compreender um conceito científico comparado ao funcionamento de um motor se
não sabe nem ao menos como funciona esse equipamento? Não se pode esperar
que o estudante compreenda claramente o complexo conceito de átomo mediante
uma simples comparação com uma bola de bilhar.
Há problemas também quando não se destaca de forma clara quais são as similaridades
e as diferenças entre os conceitos comparados, o que pode levar a generalizações
indevidas.
Na presente obra, ao utilizarmos analogias, tivemos a preocupação de deixar claro
quais características dos dois conceitos são comuns e quais são específicas de cada
um, a fim de que o estudante não estabeleça relações equivocadas. Essa também
deve ser uma preocupação sua, professor, ao propor uma analogia para seus estudantes.
Isso porque, se não utilizarmos as analogias de forma consciente e clara,
podemos criar concepções errôneas sobre os conceitos do ponto de vista científico.
Seguindo ainda o princípio da construção do conhecimento, o tratamento do conhecimento
químico desenvolvido no livro foi sempre de maneira contextualizada.
Isso ocorre com o propósito de dar uma significação ao estudante. Essa contextualização
do conhecimento científico é feita no livro de diferentes formas: pela contextualização
temática em que o conteúdo é vinculado a conhecimentos tecnológicos ou
culturais relacionados ao tema da unidade; pela contextualização fenomenológica em
que atividades práticas são desenvolvidas e em que os conceitos a serem estudados
emergem da discussão para a compreensão do processo envolvido; e pela problematização
teórica vinculada à História da Ciência ou a questões centrais do processo de
produção do conhecimento
Com essa abordagem, evitamos a apresentação de conteúdos de forma direta e
resumida, por meio de definições formais que não possibilitam a compreensão da
natureza do conceito envolvido.
Linguagem da Ciência
Considerando a linguagem como ferramenta de mediação do conhecimento, entendemos
que a ela deva ser dado um tratamento muito cuidadoso para que cumpra
adequadamente a sua função de ensino.
A linguagem se constitui pela interação social. Por isso, procuramos dar um caráter
interativo material didático, professor e aluno, no qual o estudante possa ir se
apropriando da linguagem científica. Na medida em que o estudante interage com o
professor, compara sua linguagem com a dele e com a do livro ele vai se apropriando
da linguagem química.
Essa é uma linguagem nova para ele. A linguagem científica possui uma sintaxe diferente
da linguagem coloquial e utiliza recursos linguísticos ainda não comuns para os
estudantes, como o uso de tabelas, gráficos, fórmulas e imagens esquemáticas. Todos
esses recursos precisam ser minuciosamente explicados aos estudantes. A linguagem
científica é caracterizada por conceitos que reduzem expressões a afirmações atemporais,
impessoais e sem narrativas. Isso causa estranheza aos estudantes que estão acostumados
a uma linguagem narrativa que descrevem situações reais ocorridas com sujeitos
em determinados momentos. Daí a preocupação em apresentar os conceitos científicos
MANUAL DO PROFESSOR
27

sempre em contexto mais amplo dentro da experiência de vida dos estudantes, para depois
reduzir a sua formalização que caracteriza a natureza de sua linguagem. Não se trata
de banalizar o conhecimento científico com analogias grosseiras, mas de permitir a
apropriação da nova linguagem.
Outra característica importante da linguagem científica é a sua natureza argumentativa.
Pesquisas mais recente têm discutido a importância de desenvolver nos estudantes
a capacidade argumentativa, compreendendo o valor da ciência pelo seu grau
de justificação. Argumentar significa contrapor ideias e justificar posicionamentos com
fundamentos lógicos ou retóricos. Para que o ensino de Ciências não seja dogmático,
é fundamental que o professor apresente os argumentos que justifiquem o uso de
modelos científicos, contrapondo diferentes visões em relação ao assunto estudado.
Esse foi outro cuidado que tivemos na obra, ao apresentar historicamente diferentes
visões e ao explicar a origem dos conceitos, buscando justificar o uso do modelo
científico adotado.
Assim, ao redigir esta obra, tivemos a preocupação em mediar a linguagem científica,
por meio de situações interativas, buscando respeitar o rigor de sua precisão e o
seu caráter argumentativo, justificando as suas diferentes visões.
Dessa forma, procuramos fazer o uso mais preciso da linguagem científica,
adequando a compreensão conceitual à sua correção e atualização. Nesse sentido,
evitamos termos cuja carga semântica ofereça obstáculos à aprendizagem dos
conceitos. Procuramos incorporar às definições aqueles termos que a pesquisa em
ensino de Química tem recomendado, privilegiando ao mesmo tempo a precisão e
a atualização conceitual.
Existem diversas analogias e expressões já consagradas nos livros didáticos, mas
que, todavia, carregam ou induzem a significações errôneas do ponto de vista da Química.
Outras vezes, a substituição de termos se dá em função de recomendações de
normatizações de associações científicas. Por esse motivo, muitas vezes substituímos
alguns termos tradicionais por outros que buscam explicitar uma maior clareza e precisão.
Embora em um primeiro momento isso possa causar certa estranheza, a nossa
experiência demonstra que para o aluno isso é natural.
Esperamos que você possa ir incorporando em suas aulas essa nova linguagem e
procure evitar aqueles termos já ultrapassados.
Veja abaixo alguns exemplos:
• não empregamos a denominação substância pura, a ela nos referimos apenas como
substância, pois se ela não for pura será um material;
• adotamos o termo material em vez de mistura;
• não usamos a denominação mistura heterogênea e sim material heterogêneo, pois
é incoerente, por exemplo, dizer que um sistema de água e óleo é uma mistura,
quando ensinamos aos estudantes que água é imiscível em óleo;
• não se deve adotar o termo número de mol, o qual deve ser chamado de quantidade
de matéria que é a grandeza (por exemplo, não se fala em número de metros e
sim em comprimento);
• por recomendação da Iupac, não se usa mais a denominação concentração molar e
sim concentração em quantidade de matéria;
• os grupos substituintes não devem ser chamados de radicais na química orgânica;
• não se usa mais a denominação ligação covalente dativa e sim ligação covalente
coordenada;
• adotamos o novo valor de volume molar como sendo 22,7 L;
• como adotamos as regras do SI, logo usamos Pa (pascal) em vez de atm para pressão;
• estamos adotando as novas regras de nomenclatura da química orgânica;
• os coeficientes nas equações devem ser escritos sem espaço antes da fórmula e o
estado físico da substância deve ser escrito sem subscrito (por exemplo: 2H 2
(g) e
não 2H 2(g)
).
28
MANUAL DO PROFESSOR

• para evitar confusão na grafia usamos como símbolo para litro L e não l;
• a carga iônica deve ser representada sempre com o numeral antes da carga (por
exemplo: Al 3+ e não Al +3 ).
A visão de Ciência e das interações
Ciência-Tecnologia-Sociedade
Coerente com os princípios teórico-metodológicos apresentados neste capítulo,
destacamos na obra a apresentação de uma visão de Ciência como uma atividade
humana em processo contínuo de produção que está relacionada à tecnologia
e à sociedade.
Entendemos que para a compreensão do papel da Ciência na sociedade é fundamental
que se trabalhe a natureza do seu conhecimento. Nesse sentido, em todos
os volumes introduzimos elementos de História e Filosofia da Ciência com o objetivo
de evidenciar o caráter provisório da Ciência, bem como as suas limitações e
potencialidades.
Dessa forma, o tratamento do conhecimento químico em todos os capítulos do
livro é feito por meio de uma contextualização que explicita o seu papel na sociedade,
pois entendemos que formar o cidadão implica explicitar ao estudante o papel dos
conteúdos químicos na compreensão de questões sociais. Por exemplo, compreender
a dinâmica das transformações químicas no contexto ambiental faz com que tenhamos
uma postura mais crítica sobre o destino de resíduos químicos, uma vez que
passamos a entender que os resíduos vão produzir uma série de reações com outras
substâncias do ambiente. Assim, a Química é apresentada na obra de maneira a explicitar
o processo social de apropriação do saber sistemático, evidenciando o seu papel
na compreensão dos grandes problemas atuais da humanidade.
A contextualização teórica desenvolvida na introdução dos conceitos é feita sempre
na perspectiva de demonstrar contribuições de diferentes cientistas no processo
coletivo de elaboração de novos modelos. Ao situar o contexto sócio-histórico de produção
do conhecimento, apresentamos ao estudante o trabalho coletivo e o caráter
provisório da Ciência. Dessa forma, evitamos uma abordagem que apresente a Ciência
como conhecimento único, verdadeiro, inquestionável, histórico, neutro e de domínio
exclusivo de cientistas.
Esses princípios justificam o caráter diferencial deste livro de outros convencionais
que se limitam a apresentar os conceitos prontos para serem memorizados pelos
estudantes, sem uma contextualização de sua origem e de seu significado social. Por
isso, foi dada ênfase ao tratamento do conhecimento químico, de forma a explicitar
como os conceitos foram elaborados historicamente.
Ainda nessa perspectiva, são apresentadas diversas atividades de investigação no
livro com o objetivo de levar o aluno a compreender o processo de proposição de
modelos e teorias científicas, evidenciando as suas limitações e potencialidades na
previsão de novos fenômenos.
Finalmente, destacamos que a contextualização temática do livro teve o objetivo
central de apresentar o papel social da Ciência, com as suas inter-relações Ciência-
-Tecnologia-Sociedade – CTS. Essas inter-relações são explicitadas em todos os temas
sociocientíficos de cada unidade programática desenvolvida na seção “Tema em foco”.
Ao explicitar essas interações, ressaltamos o papel da sociedade no controle da
ciência e da tecnologia. Assim, não apresentamos uma imagem neutra da Química
como se fosse por si só um conhecimento que traz avanços tecnológicos e nem a
apresentamos com sendo a responsável pelos problemas ambientais atuais. Por isso,
discutimos profundamente, como as decisões de Ciência e tecnologia dependem de
uma participação ativa e comprometida da sociedade.
MANUAL DO PROFESSOR
29

Com essa abordagem, procuramos desfazer, assim, a imagem negativa que se tem
da Química, presente na população, em geral, muito associada aos seus aspectos negativos.
Ao mesmo tempo que apresentamos os problemas ambientais relacionados
à Química, discutimos as diversas alternativas tecnológicas que ela tem propiciado e
que muito tem contribuído para a diminuição do seu impacto ambiental.
Evidenciamos, então, por meio das interações CTS que o desenvolvimento da
ciência e da tecnologia é dependente do rumo que a sociedade lhe imprime. Com
isso, destacamos o papel de cada cidadão no processo de tomada de decisão sobre o
destino do desenvolvimento tecnológico.
Para isso, discutimos em diferentes momentos o conceito de desenvolvimento
sustentável e atitudes e valores para a cidadania planetária, bem como as forças de
poder que estão associadas à Ciência e à Tecnologia. O enfoque de CTS no livro, portanto,
tem o papel central de formação do cidadão e do desenvolvimento de atitudes
de engajamento responsável com questões socioambientais na construção de uma
sociedade justa e igualitária.
Anotações
30
MANUAL DO PROFESSOR

3
Como
fazer uso da obra
“Para o educador-educando, dialógico, problematizador, o conteúdo programático
da educação não é uma doação ou uma imposição – um conjunto de informes a ser
depositado nos educandos...”
Paulo Freire
O livro didático constitui uma importante ferramenta no ensino, mas em nenhuma
hipótese substitui o trabalho do professor em sala de aula. Esta obra, com uma nova
perspectiva, propõe atividades diversificadas e o desenvolvimento dos conceitos que
flexibiliza o planejamento das aulas e as atividades de ensino, para que se considere o
contexto da própria escola.
Nesse sentido, defendemos que o professor deve ter autonomia para desenvolver
o seu planejamento com base nas características de sua comunidade escolar. O livro
didático não pode ser encarado como uma camisa de força que impõe ao professor
um currículo a ser rigidamente seguido. Em vez da padronização curricular em todas as
escolas, apostamos em um processo em que os professores assumam cada vez mais o
seu trabalho de construção curricular. Essa é uma tarefa que nós, na qualidade de professores
de Química e de profissionais da educação, precisamos encampar.
Essa orientação de flexibilidade curricular está expressa nas Diretrizes Curriculares Nacionais,
nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio e nas Orientações Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio. Inclusive no capítulo do currículo de Química das
Orientações Curriculares há apresentação de diferentes formas de organização do currículo.
O que se tem exigido legalmente é que ao final do ensino médio os alunos tenham estudado
todos os conteúdos mínimos recomendados nos documentos acima explicitados; a
ordem, contudo que esses conteúdos serão ministrados deve ser de decisão do professor.
A partir desse princípio da flexibilidade é que vamos apresentar a organização do
livro e de sugestões de estratégias de seu uso em sala de aula. Existem formas diferenciadas
desse uso, o que inclui a exploração de seus conteúdos por meio de projetos interdisciplinares,
visitas, reprodução de vídeos, etc. Sugestões específicas de como essas
atividades poderão ser trabalhadas de forma relacionada aos conteúdos explorados no
livro são apresentadas no próximo capítulo.
O livro foi diagramado de forma a destacar a sua organização, a refletir os princípios
teórico-metodológicos adotados e a buscar uma interação com os usuários professores
e alunos. Assim, no presente capítulo, vamos demonstrar formas de utilização do nosso
material didático. Vejamos como é a organização do livro e como o professor pode explorar
cada um de seus elementos.
Conteúdo e organização curricular
No presente tópico apresentamos os critérios de seleção dos conteúdos do livro e
como os mesmos foram organizados. Nessa apresentação, vamos ressaltar formas de
adequação que você poderá desenvolver na sua escola. Para isso, primeiro é importante
que você entenda como nós autores concebemos a organização deste livro, para que
você possa dialogar com a estrutura do livro, construindo outros caminhos.
MANUAL DO PROFESSOR
31

Seleção de conteúdos da obra
Na elaboração do presente livro, tivemos a preocupação de contemplar todos os
conteúdos e competências relativos à Química que estão recomendados nos documentos
legais, bem como os que estão previstos nas matrizes curriculares do Exame
Nacional do Ensino Médio – Enem.
O critério de seleção dos conteúdos do livro foi baseado na sua relevância para a
compreensão da Química, ou seja, na sua pertinência pedagógica; e na sua relevância
social. Assim, foram selecionados os conceitos centrais, estruturadores do conhecimento
químico; os conceitos relevantes para a compreensão de outros; e os que estão vinculados
ao contexto didático da obra, sendo necessários para a compreensão de uma
determinada temática.
Foram excluídos da obra conteúdos irrelevantes que não apresentam pertinência
educacional e que se tornaram obsoletos para o conhecimento químico. Como por
exemplo, podemos citar extensas classificações, como as de ácidos e sais, contempladas
em livros mais tradicionais, mas que pouca relevância apresenta em termos
de compreensão conceitual dos processos químicos. Podemos citar como conteúdos
considerados obsoletos do ponto de vista da Química, excluídos nesta obra, o conceito
de corpo, de isóbaro e de isótono.
A seleção dos conteúdos estruturadores do conhecimento químico teve como referência
o que é recomendado pelas Orientações Curriculares do Ministério da Educação
de Química. Segundo esse documento, os conceitos básicos da Química estão relacionados
a três eixos centrais que constituem a base dessa Ciência: materiais e substâncias,
propriedades e constituição. Assim, buscou-se selecionar os conceitos centrais da
Química que têm foco nesses três eixos.
Por isso, em cada volume, contemplamos conteúdos dos materiais, das suas propriedades
e de sua constituição. No livro, a linguagem química é apresentada de forma
a estabelecer uma conexão entre as propriedades das substâncias e os seus modelos
explicativos. Entendemos que a linguagem química, em outras palavras, busca traduzir
as interpretações que a Ciência faz para as propriedades identificadas dos materiais e
de suas substâncias.
Assim, quando representamos a água por H 2
O, isso significa que idealizamos as propriedades
da água, como temperatura de ebulição, solubilidade, densidade etc. podem ser
explicadas por estruturas químicas que consideram que a sua constituição é de dois átomos
de hidrogênio e um oxigênio. Esse modelo, todavia, não explica completamente todas
as propriedades da água e daí a necessidade de se usar modelos mais complexos, como o
que indica a geometria de sua molécula, o comprimento de suas ligações, a configuração
eletrônica dos elétrons na molécula e assim por diante. Entendemos, portanto, que não
faz sentido a apresentação de modelos sem que eles estejam associados às propriedades
das substâncias e sem que se tenha uma compreensão do modelo que ela está associada.
Com esse princípio sempre buscamos primeiro apresentar as propriedades das
substâncias, depois discutir possíveis modelos que as explicam e aí apresentamos a
linguagem química que traduz tais modelos. Dessa maneira, a organização dos conteúdos
na obra buscou obedecer aos princípios de teorias de ensino e aprendizagem e de
pesquisas na área de ensino de Química.
Recursividade e flexibilidade curricular
A ordem em que os conteúdos foram organizados no livro visou atender tanto princípios
pedagógicos como propiciar a flexibilidade curricular, de forma a viabilizar que
o professor construa diferentes programas conforme sua realidade específica, a qual
muitas vezes é muito influenciada por programas de avaliações seriadas implantados
por universidades locais.
32
MANUAL DO PROFESSOR

A flexibilidade pode ser propiciada pelo princípio da recursividade. A aprendizagem
é um processo mental em que estruturas cognitivas são desenvolvidas
na medida em que os estudantes estabelecem relações entre os conceitos novos
e as suas representações mentais. Isso é favorecido quando os estudantes têm
oportunidade de interagir com os conceitos em diferentes contextos. Dessa forma,
em cada momento o estudante vai poder ampliar sua compreensão e consolidar
os conteúdos apreendidos.
Com esse princípio, a primeira edição desta obra foi elaborada apresentando
de maneira recursiva alguns conceitos fundamentais da Química, os quais eram
revisitados ao longo das três séries dentro de um novo contexto, que possibilitavam
aos estudantes fazerem novas leituras e consolidarem seus esquemas
conceituais. Alguns desses conteúdos permanecem na nova coleção, mas com a
fixação de limite de páginas para cada volume no novo edital do PNLD, os autores
decidiram excluir na segunda edição do livro alguns desses conteúdos recursivos,
todavia esses conteúdos podem ser trabalhados pelo professor, considerando
que ele possui a obra completa e que a contextualização da obra permite com
facilidade a vinculação aos conteúdos.
Permanece a nossa orientação de o professor assegurar sua autonomia, tendo
liberdade de flexibilizar o uso do livro de forma que possa, tanto fazer uso de forma
mais sistemática da recursividade, como de reelaborar a sequência curricular.
Veja exemplos de como a recursividade ainda está presente no livro e de como
ela é sugerida ao longo da obra.
Por exemplo, o estudo de modelos atômicos está presente em mais de uma
série. Enquanto na primeira série ele é apresentado com foco na constituição da
matéria como partícula para explicar as propriedades mais simples dos materiais
e substâncias; na segunda série, ele pode ser associado ao capítulo de energia
nuclear para uma maior compreensão desse conteúdo; e na terceira série ele é
explorado com o propósito de entender princípios rudimentares da Física Moderna
que revolucionaram uma série de tecnologias. O estudo das substâncias
inorgânicas é introduzido na primeira série, mas também pode ser retomado na
segunda série no estudo do capítulo de equilíbrio iônico. O estudo da ligação
metálica é sumariamente apresentado na primeira série para que o estudante entenda
a existência de outros tipos de ligação química, além da iônica e covalente,
todavia este conteúdo é retomado na terceira série com um modelo um pouco
mais elaborado para explicar o conteúdo de metais que é um tema trabalhado
naquela série.
Outro conteúdo visto de forma muito recursiva neste livro é o estudo da
química orgânica. No documento das Orientações Curriculares de Química do
MEC há uma crítica a distribuição clássica dos conteúdos de Química na divisão:
química geral, físico-química e química orgânica. Nessa divisão, os estudantes
têm uma visão muito compartimentada do conhecimento químico e não percebe
as suas inter-relações. Por exemplo, com essa divisão, a química orgânica só é
abordada na terceira série; enquanto no estudo da Biologia, o professor começa
a tratar de substâncias orgânicas desde a primeira série. Embora no livro em
papel o conteúdo programático de Química Orgânica esteja somente no volume
três, a organização da obra possibilita o estudo deste conteúdo em diferentes
séries. Por exemplo, na primeira série, pode-se introduzir a química orgânica no
estudo das substâncias inorgânicas e na segunda série no estudo do tema “Recursos
Energéticos”.
Com essa abordagem da Química Orgânica, buscamos uma integração dos conteúdos.
Assim um outro princípio na organização curricular foi a articulação dos conhecimentos.
MANUAL DO PROFESSOR
33

Por isso, fizemos vários redimensionamentos de tópicos nas unidades programáticas
de forma a buscar uma integração do conhecimento. Por exemplo, o estudo
do número de oxidação em alguns livros é feito no capítulo de ligações químicas,
e neste livro é feito no capítulo de eletroquímica, quando tal conteúdo se faz
necessário para o entendimento dos processos de oxidação e redução. Assim, a
apresentação dos conceitos buscou sempre a articulação com conteúdos anteriores
ou com os que estão sendo apresentados.
A contextualização temática do livro propicia a recursividade dos conteúdos de
forma mais intensa. Além da ligação metálica, propriedades das substâncias relacionadas
às interações químicas são apresentadas na segunda série com o estudo
da água e aprofundadas na terceira série com o estudo de substâncias orgânicas.
O conteúdo de eletroquímica é apresentado no volume três associado ao tema
“Metais, pilhas e baterias”, mas pode ser também desenvolvido no volume dois,
juntamente com o tema “Recursos energéticos”. Como já comentado, o tema “Hidrosfera
e poluição das águas” retoma o conteúdo das propriedades das substâncias
ao introduzir propriedades da água; o tema “Metais, pilhas e baterias” propicia
a retomada do conceito de ligação metálica já introduzido no primeiro volume; e o
tema “Recursos energéticos” permite a introdução do estudo de hidrocarbonetos e
álcoois no volume dois, os quais são apresentados no terceiro volume.
Com o uso da recursividade, conseguimos revisitar muitos conceitos e aplicá-
-los em diferentes contextos explicativos da obra.
A recursividade também pode ser feita nos temas sociocientíficos apresentados
no livro. Muitos desses temas estão presentes nos conteúdos programáticos
dos diversos estados da federação. Por exemplo, o tema “Lixo” que está no
primeiro volume pode ser explorado no volume dois ao explorar poluição das
águas e no volume três no estudo do tema plástico e ambiente. O tema “Poluição
atmosférica” que está no primeiro volume pode ser explorado na queima de
combustíveis fósseis que aparece tanto no volume dois, quanto no três. O tema
“Poluição das Águas” que está no segundo volume pode também se explorado
no primeiro volume junto com o tema “Lixo” e no terceiro volume em “Plásticos
e Ambiente”. O tema “Minérios” que está no terceiro volume pode ser explorado
no primeiro volume no estudo de ligações metálicas.
Entendemos que na grande maioria das escolas públicas, a carga horária de Química
é muito reduzida e, portanto, nem sempre o professor dispõe de tempo necessário
para trabalhar o mesmo conteúdo diversas vezes. Nesse contexto, muitas
vezes o professor terá que tomar decisão sobre que série considera mais apropriada
trabalhar determinados conteúdos de acordo com o contexto de sua escola.
A ordem geral do conteúdo
de Química na obra
Entendemos que muitos estados da federação têm suas propostas curriculares
e que os professores fazem ajustes conforme a particularidade de sua escola. Esses
fatores podem contribuir para que o professor venha a adotar uma sequência
programática diferente da que, nós autores, concebemos nesta obra.
Nesse sentido apresentamos aqui a proposta curricular deste livro e a estrutura
geral da organização dos conteúdos nos três volumes. É fundamental que
o professor tenha conhecimento global da obra para que ele possa situar o seu
planejamento e possa fazer as devidas adequações no uso do presente volume.
Vejamos, então, a organização do conteúdo desta obra e a sua fundamentação.
34
MANUAL DO PROFESSOR

Estudos na área de ensino de Química têm demonstrado a importância de o estudante
aprender a partir de observações fenomenológicas em que eles possam identificar
aspectos macroscópicos da matéria. Partindo de uma visão concreta sobre a matéria
o estudante conseguirá com mais facilidade construir modelos para representar
aquilo que é observável por ele. Dessa forma, outro princípio da organização curricular
adotado é a de uma sequência que vai do macroscópico para o microscópico, o qual
é representado por modelos.
Os estudos têm evidenciado que uma das dificuldades no aprendizado da Química
está no caráter altamente abstrato de seu conhecimento. Portanto, quando o professor
parte do concreto isso fica mais fácil para o estudante compreender o conteúdo
mais abstrato da Química.
Com esse princípio, introduzimos no primeiro volume uma unidade de estudo das
propriedades da matéria com várias atividades práticas que possibilitam a percepção
fenomenológica. Na segunda unidade, antes de trabalharmos os modelos atômicos,
é feito um estudo de gases, com o objetivo de o estudante compreender a partir das
propriedades dos gases o modelo de partículas da matéria. A partir da consolidação
do modelo de partículas é que passamos a apresentar modelos mais avançados para
os estudantes.
Veja que com esse princípio redimensionamos o conteúdo de gases que em outros
livros encontra-se no segundo volume. Ainda seguindo o princípio da pertinência
pedagógica, entendemos que o estudo de modelos atômicos no primeiro volume é
suficiente até o modelo de Rutherford-Bohr, a partir do qual podem ser explicados
processos químicos estudados na primeira série.
Ocorre que sistematicamente algumas universidades incluem em seus programas
de avaliação seriada conteúdos de distribuição eletrônica. Assim, apresentamos no
volume um de forma mais sintética o modelo mais atual do átomo, o qual é retomado
de forma apropriada no volume três, quando o estudante já tem conhecimento de
Física suficiente para compreender princípios que o fundamentam.
O estudo da classificação periódica no primeiro volume visa introduzir o estudo
das ligações químicas, o qual consolida no estudo da Química a relação entre propriedades
das substâncias e sua constituição.
Ao fazer o estudo das ligações químicas associado às propriedades das substâncias,
apresentamos as propriedades de substâncias inorgânicas. Nesse momento, introduzimos
o estudo dos ácidos, bases, sais e óxidos.
O enfoque dado ao conteúdo da segunda série é o do estudo das reações químicas
nos seus aspectos dinâmicos e energéticos. Dessa forma, enquanto caracterizamos as
reações químicas no primeiro volume pelo estudo das propriedades das substâncias
e correlacionamos essas com modelos de constituição da matéria, no volume dois
todo o foco está no desenvolvimento de modelos que permitem a compreensão do
controle das reações químicas.
O estudo das reações se inicia com o estudo dos cálculos químicos que possibilita
ao estudante compreender o processo de rearranjo molecular que ocorre nas reações
químicas. Antes desse capítulo de cálculos químicos são introduzidos os conceitos
de quantidade de matéria e massa molar, os quais são essenciais para o estudo de
soluções que está no capítulo da unidade seguinte. Em alguns estados o conteúdo de
cálculos químicos está na primeira série e nesse caso, os professores poderão fazer
a introdução desse conteúdo nessa série, no estudo de neutralização entre ácidos e
bases e no tópico de titulação que estão no volume um.
O conteúdo da segunda série avança com o capítulo de estudo de soluções, coloides
e agregados que está muito bem inserido na unidade temática “Hidrosfera e
Poluição das Águas”. Dando continuidade a essa temática encontra-se o capítulo de
propriedades da água e propriedades coligativas.
MANUAL DO PROFESSOR
35

Essa segunda unidade temática é concluída com o estudo e equilíbrio químico
que permite compreensão dos graves desequilíbrios dos sistemas aquáticos que
estão poluídos. O estudo de equilíbrio tem como pré-requisito concentração de
soluções e noção de cinética química. Entendemos que a noção básica de cinética
química pode muito bem ser introduzida nesse capítulo para o seu entendimento,
todavia, se o professor desejar ele poderá, explorar o conteúdo de equilíbrio químico
após o estudo de cinética química que está na segunda unidade temática.
A terceira unidade temática “Recursos energéticos” possibilita o estudo de termoquímica,
de cinética química e de radioatividade e energia nuclear. O estudo
de termoquímica é desenvolvido a partir do conceito de calor e está relacionado à
obtenção de energia em reações químicas, como as de combustão. O conteúdo de
cinética química está relacionado ao controle de reações de combustão e o conteúdo
de energia nuclear é inserido como uma das fontes de energia.
Nessa unidade pode ser introduzida também a obtenção de energia a partir de
reações químicas. Para os Estados que o conteúdo de eletroquímica está na segunda
série, os professores poderão desenvolver esse conteúdo durante o estudo da
unidade de recursos energéticos.
Outro conteúdo programático que pode ser inserido na segunda série é o estudo
de hidrocarbonetos e álcoois, os quais estão relacionados ao estudo de petróleo
e ao programa brasileiro do Proálcool. A inserção de hidrocarbonetos e álcoois na
segunda série é interessante, na medida em que segue a recomendação das Orientações
Curriculares do Ensino Médio do MEC de distribuir o estudo de Química
Orgânica ao longo das três séries, evitando a divisão clássica de desenvolver todo o
seu estudo somente na terceira série.
No terceiro volume, partimos para uma compreensão mais ampla da Química no
sentido de suas aplicações tecnológicas em diversos campos como da engenharia
genética, metalurgia e nanotecnologia. Com esse estudo, o estudante tem a possibilidade
da aplicação de conceitos mais aprofundados da constituição da matéria e
uma visão mais integrada da Química.
A química orgânica é estudada de forma integrada com temas. Assim a introdução
ao estudo da Química Orgânica está associada à engenharia genética; o estudo
das funções orgânicas ao tema alimentos; a nomenclatura das substâncias orgânicas
ao tema remédios; o estudo das propriedades das substâncias orgânicas e de polímero
ao tema plásticos e o ambiente; e, finalmente, o estudo das reações orgânicas
ao tema indústria química e sociedade.
Considerando que alguns conteúdos estão presentes em mais de um volume na
perspectiva tanto da recursividade, como da flexibilidade curricular, apresentamos
abaixo a tabela de “Recomendações de conteúdos de Química a serem abordados”
nos três volumes, indicando aqueles que são retomados em mais de uma série,
como tópicos recursivos e aqueles que talvez possam ser suprimidos no caso de
escolas com condições mais limitantes, em que o professor não tenha como desenvolver
todos os conteúdos da série.
36
MANUAL DO PROFESSOR

Recomendações de conteúdos de Química a serem abordados
Legenda:
F – conteúdo fundamental que recomendamos ser desenvolvido no volume em questão.
R – conteúdo revisitado em outro volume.
L – conteúdo com possibilidade de supressão no caso de escolas em condições
limitantes.
VOLUME 1
Vol. Unidade Capítulos Conteúdo de Química F R L
1. Transformações químicas
1. Transformações e
propriedades das
substâncias
2. Química, tecnologia e sociedade
3. Propriedades das substâncias
4. Identificação das substâncias
1
1. Consumo
sustentável
2. Materiais e processos
de separação
1. Materiais e substâncias
2. Processos de separação de materiais
1. Da Alquimia à Química
3. Constituintes das
substâncias,
Química e Ciência
2. Conhecimento científico e senso comum
3. Constituintes da matéria
4. A Química e sua linguagem
1. Medidas, fenômenos e modelos
2. Grandezas do estado gasoso
4. Estudo dos gases
3. Propriedades dos gases
4. Leis dos gases
5. Lei geral dos gases
6. Teoria cinética dos gases
1
2. Poluição
atmosférica
1. Modelos e teorias
2. Modelo atômico de Dalton
3. Modelo atômico de Thomson
5. Modelos atômicos
4. Modelo atômico de Rutherford
5. O átomo e suas partículas
6. Modelo atômico de Bohr
7. Modelo quântico para o átomo
8. Configuração eletrônica
MANUAL DO PROFESSOR
37

Vol. Unidade Capítulos Conteúdo de Química F R L
1 3. Agricultura
6. Classificação
periódica
7. Ligações químicas
8. Substâncias
inorgânicas
1. Elementos químicos: síntese, descoberta e simbologia
2. Breve histórico da classificação dos elementos
3. Classificação moderna dos elementos químicos
4. A Lei Periódica
5. Propriedades periódicas
1. Ligação iônica
2. Regra do octeto
3. Representação das substâncias iônicas
4. Ligação covalente
5. Tipos de ligação covalente
6. Fórmula estrutural
7. Constituintes moleculares e amoleculares
8. Representação geométrica das moléculas
9. Polaridade das moléculas
10. Ligação metálica
1. Interações entre constituintes
2. Forças intermoleculares
3. Substâncias inorgânicas
4. Ácidos e bases
5. Teorias de ácidos e bases
6. Nomenclaturas de ácidos e bases
7. A neutralização de ácidos e bases – sais
8. Óxidos
VOLUME 2
Vol. Unidade Capítulos Conteúdos de Química F R L
2
1. Produtos
químicos
1. Unidades utilizadas
pelo químico
2. Cálculos químicos
1. Grandezas físicas
2. Massa atômica
3. Quantidade de matéria
4. Constante de Avogadro
5. Massa atômica, molecular e molar
6. Volume molar
7. Conversões no cálculo estequiométrico
1. As leis das reações químicas
2. Balanceamento de equação química
3. Estequiometria
4. Rendimento das reações
38
MANUAL DO PROFESSOR

Vol. Unidade Capítulos Conteúdo de Química F R L
2
2
2. Hidrosfera e
poluição das
águas
3. Recursos
energéticos e
energia nuclear
3. Classificação e
composição dos
materiais
4. Propriedades da
água e propriedades
coligativas
5. Equilíbrio químico
6. Termoquímica
7. Cinética química
8. Energia nuclear
1. Soluções, coloides e agregados
2. Concentração e suas unidades
3. Composição
4. Diluição de soluções
1. Propriedades das substâncias e interações entre os constituintes
2. Propriedades da água
3. Água e solubilidade dos materiais
4. Propriedades coligativas
1. Reações químicas e reversibilidade
2. Sistemas químicos reversíveis
3. Equilíbrio químico
4. Alterações do estado de equilíbrio
5. Princípio de Le Chatelier
6. Aspectos quantitativos de equilíbrios químicos
1. Termoquímica e calor
2. Calorimetria
3. Transformações de energia
4. Calor de reação: entalpia
5. Lei de Hess
6. Espontaneidade das transformações: entropia
1. Cinética química
2. Teoria das colisões
3. Fatores que influenciam a rapidez das reações
4. Mecanismos de reação
5. Catálise
1. Radiação e radioatividade
2. A descoberta da radioatividade
3. Emissões nucleares
4. Leis das desintegrações radioativas
5. Cinética da desintegração radioativa
6. Radioatividade: seus efeitos e aplicações
7. Transformações nucleares
8. Usinas nucleares
9. Rejeitos nucleares
10. Acidentes de usinas nucleares e acidentes radioativos
11. Bombas atômicas
MANUAL DO PROFESSOR
39

VOLUME 3
Vol. Unidade Capítulos Conteúdos de Química F R L
3
1. A Química em
nossas vidas
1. A Química Orgânica
e a transformação
da vida
2. Alimentos e funções
orgânicas
3. Química da saúde
e da beleza e a
nomenclatura
orgânica
4. Polímeros e
propriedades das
substâncias orgânicas
5. Indústria química e
síntese orgânica
1. Introdução ao estudo da Química Orgânica
2. Propriedades dos átomos de carbono
3. Cadeias carbônicas
4. Isomeria
5. Funções orgânicas
6. Hidrocarbonetos
7. Petróleo: fonte de hidrocarbonetos
1. A Química e os alimentos
2. Carboidratos
3. Álcoois
4. Fenóis
5. Aldeídos e cetonas
6. Éteres
7. Lipídios
8. Ácidos carboxílicos
9. Ésteres
10. Proteínas
11. Aminas e amidas
12. Química da conservação de alimentos
1. Nomenclatura orgânica: regras gerais
2. Nomenclatura orgânica: regras específicas
3. Química dos fármacos e das drogas
4. Química dos cosméticos
1. Plásticos e polímeros
2. Propriedades dos polímeros
3. Propriedades das substâncias orgânicas
4. Reações de polimerização
5. Plásticos
6. Fibras
7. Borrachas
1. Instalação de uma indústria química
2. Síntese química
3. Síntese orgânica: reconstruindo moléculas
4. Síntese orgânica: transformando funções orgânicas
5. O químico e as indústrias químicas
40
MANUAL DO PROFESSOR

Vol. Unidade Capítulos Conteúdos de Química F R L
3
3
2. Metais, pilhas
e baterias
3. Química para
um novo
mundo
6. Ligação metálica e
oxidorredução
7. Pilhas e eletrólise
8. Modelo quântico
1. Propriedades dos metais
2. Ligação metálica
3. Ligas metálicas
4. Oxidorredução
5. Número de oxidação
6. Balanceamento de equações de reações de oxidorredução
1. Pilhas eletroquímicas
2. A pilha de Daniell
3. Potencial elétrico das pilhas
4. Tipos de pilhas e baterias
5. Eletrólise
6. Aspectos quantitativos da eletrólise: a Lei de Faraday
1. A visão clássica do mundo físico
2. Modelo quântico para o átomo
3. A função de onda e os orbitais atômicos
4. A configuração eletrônica e a tabela periódica
5. As ligações químicas e o modelo quântico
Organização da obra por unidades temáticas
O livro é dividido em unidades temáticas que se aglutinam em torno de um tema
sociocientífico central, englobando tópicos integrados do conteúdo programático de
Química que estão articulados entre si.
Os textos dos temas sociocientíficos estão articulados entre si e visam fazer uma
abordagem de vários aspectos do tema central. Eles estão na seção “Tema em foco”
e distribuídos ao longo dos capítulos. O objetivo é que eles sejam desenvolvidos pelo
professor de forma articulada com o conteúdo químico ao qual eles estão associados.
Em cada volume procuramos enfatizar alguns aspectos centrais na abordagem do
tema sociocientífico. O enfoque ambiental é visto nos três volumes, mas no primeiro
apresentamos explicações de processos químicos em temas geralmente abordados
na disciplina de Geografia e enfatizamos os problemas socioambientais que estão
vinculados à Química, procurando contextualizar o estudo da Química com questões
existenciais da vida dos estudantes. No segundo volume continuamos com abordagem
de química ambiental e de questões socioambientais, apresentando textos
sobre política de gestão da água e política energética, que avança na formação política
de nossos estudantes. Finalmente, no terceiro volume rediscutimos as relações
ciência-tecnologia-sociedade já desenvolvidas anteriormente, mas destacando os
avanços e desafios que a tecnologia tem propiciado à melhoria da qualidade de
vida. Ao discutir o tema "vida" neste volume, iniciamos o debate ético que perpassa
às questões discutidas ao longo da coleção.
A escolha desses temas foi minuciosamente estudada pelos autores, buscando evidenciar
ao longo do Ensino Médio uma formação ampla para o engajamento dos estudantes
em questões científicas que afetam a sociedade.
MANUAL DO PROFESSOR
41

É fundamental que esses temas sejam abordados de forma contextualizada com
a comunidade dos estudantes e, nesse sentido, outros temas poderão ser abordados
pelo professor, além dos apresentados nesta obra. A nossa experiência de sala de aula
indica a viabilidade da discussão dos diferentes temas. Conforme a realidade escolar
da carga horária e do calendário escolar, alguns textos poderão ser agrupados e abordados
em uma única aula, por meio de atividades diversificadas, como trabalho de
grupo, apresentação de seminários, vídeos, debates e palestras.
Para uma melhor visualização da coleção, apresentamos a seguir um quadro com
todos os temas sociocientíficos abordados nos três volumes.
Quadro de temas sociocientíficos e seus temas centrais
Vol. Unid. Tema sociocientífico central Temas sociocientíficos
1
1 Consumo sustentável
2 Poluição atmosférica
3 Agricultura
• Consumismo: mal do século XXI
• Reutilizar e reciclar: retornando o material ao ciclo útil
• Lixo: tratamento e disposição final
• Em busca do consumo sustentável
• Poluição atmosférica e aquecimento global
• Camada de ozônio e radiação solar
• Mercado de carbono! O que é isso?
• Química e agricultura
• Produção de alimentos e ambiente: faces da mesma moeda
• Agricultura sustentável: opção inteligente
1 Produtos químicos
• Na medida certa: evitando o desperdício
• Produtos químicos domésticos: perigo disfarçado
2
2 Hidrosfera e poluição das águas
• Ciclo da água e sociedade
• Gestão dos recursos hídricos
• Poluição das águas
• A Química, o tratamento de água e o saneamento básico
3
Recursos energéticos
e energia nuclear
• Energia e sociedade e ambiente
• Fontes de energia
• Energia nuclear como fonte de produção de energia elétrica
• Política energética
• Ciência para a paz
3
1 A Química em nossas vidas
2 Metais, pilhas e baterias
• A engenharia da vida e a ética.
• Alimentos.
• Química da saúde, da beleza e outras possíveis alternativas.
• Os plásticos e o ambiente.
• Indústria química e a sociedade.
• Metais: materiais do nosso dia a dia
• Descarte de pilhas e baterias
• Metais, sociedade e ambiente
3 Química para um novo mundo
• O microcosmo do mundo atômico: luz para uma nova visão de mundo
• A química teórica e a nanotecnologia
42
MANUAL DO PROFESSOR

As seções do livro
A organização do livro em seções tem um caráter didático que facilita o seu uso.
Infelizmente os nossos estudantes não desenvolveram ainda o hábito de leitura e de
explorar uma obra didática. Pesquisas apontam que, muitas vezes, o livro é usado
única e exclusivamente para resolver exercícios e para rever a matéria para provas.
Recomendamos que no início do ano letivo você incentive o estudante a ler as páginas
iniciais do livro, ou leia junto com eles para que eles possam explorar ao máximo
o potencial pedagógico da obra.
Além das importantes informações no livro do aluno sobre o uso do livro, a seguir
apresentamos informações para você explorar melhor cada uma das seções do livro e
para que você possa manter o estudante informado sobre como trabalhar com o livro
para que ele seja uma ferramenta efetiva no aprendizado da Química.
Tema em foco
Essa seção compreende os textos em que são discutidos mais especificamente o
tema sociocientífico da unidade. Na abertura da unidade, o primeiro tema problematiza
a questão social a ser discutida, e, no último texto da seção na unidade, geralmente são
discutidos os pontos centrais levantados no primeiro texto.
Sempre que possível são estabelecidos vínculos entre o texto da seção e os próximos
conteúdos químicos a serem introduzidos ou os conteúdos anteriores. Em muitos
textos dessa seção, além da discussão dos aspectos sociocientíficos introduzidos, são
abordados conteúdos químicos específicos relativos ao tema em discussão.
A discussão dos textos do “Tema em foco” engloba todos os conhecimentos relativos
ao domínio de contextualização sociocultural recomendados nas Orientações Curriculares
do MEC. Esses conhecimentos geralmente têm recebido um tratamento secundário
no ensino de Química, razão pela qual enfatizamos em nosso livro a discussão dos diversos
aspectos econômicos, políticos, sociais, ambientais, históricos e políticos relativos
à ciência e à tecnologia.
O professor, caso não disponha de tempo para trabalhar todos os textos do
“Tema em foco”, pode selecionar pelo menos dois em cada unidade, para provocar
debates em sala de aula e recomendar a leitura em casa dos demais.
É fundamental que o professor procure informações relativas a cada “Tema em foco”
que tragam dados específicos da comunidade local ou do estado da Federação que
possam contextualizar a discussão em sua região.
Controvérsia científica
São textos da seção “Tema em foco” que apresentam opiniões de cientistas discordantes
a respeito de um mesmo tópico. O seu objetivo é demonstrar o caráter social
e provisório do conhecimento científico, bem como as suas limitações.
Para essa seção recomenda-se o uso de técnicas de debate entre os estudantes,
durante a qual o professor terá oportunidade de ajudar os estudantes a apresentarem
argumentos para defenderem o seu posicionamento entre as posições divergentes.
Debata e entenda
Nessa seção são apresentadas questões para discussão do “Tema em foco”. É a
partir delas que questões sociocientíficas serão discutidas. Essas questões contribuem
de forma significativa para que os alunos desenvolvam objetivos relativos à
expressão, comunicação e argumentação.
MANUAL DO PROFESSOR
43

Muitas das questões apresentadas nessa seção possuem um caráter interdisciplinar,
sendo que algumas são tipicamente abordadas em outras disciplinas. Recomendamos
o uso de debates que possam incluir professores de outras disciplinas. Isso
vai exigir um trabalho em conjunto com os demais colegas da escola, o que nem
sempre é uma tarefa muito fácil. Todavia, nossa experiência demonstra que, mesmo
não havendo a participação de outros professores, os debates podem ser conduzidos
com um caráter interdisciplinar nas aulas de Química, desde que o professor
esteja aberto a estabelecer relações do assunto com diversas outras áreas do conhecimento.
Isso pode ser feito de modo que nos debates temáticos haja abertura para
o que os alunos comecem a compreender a natureza multidisciplinar dos problemas
sociais que requerem análise de encaminhamento das possíveis soluções por diferentes
especialistas.
Ação e cidadania
Essas atividades vão ao encontro das ideias contidas no projeto educacional de
Paulo Freire, que defende que o aluno explore o mundo que o cerca, para que assim
possa, por meio da reflexão crítica, atuar para que ele seja transformado.
Nosso ideal é que essas atividades sejam vistas como projetos a serem desenvolvidos
por toda a escola, englobando também os diversos segmentos da comunidade
escolar e da comunidade local. As atividades propostas consistem em ações a serem
desenvolvidas pelos alunos. Tais ações alcançam seus objetivos na mesma proporção
em que têm significado para eles. Então, nada mais certo que elas estejam ligadas ao
contexto da comunidade, do dia a dia. Assim, caberá a você, professor, juntamente
com os estudantes e demais colegas de trabalho, selecionar, idealizar e propor, a
partir de nossas sugestões, atividades que se adaptem à realidade de sua comunidade
e que verdadeiramente engajem os estudantes em ações que contribuam para a
transformação social.
A maior parte das atividades sugeridas se configura em projetos a serem desenvolvidos
pela escola, devendo ser assumidos coletivamente por professores
de diferentes disciplinas e pela direção da escola. Eles poderão ser desenvolvidos
em outros horários e em ambientes extraescola. Muitas atividades podem ser desenvolvidas
no horário de aula, mas em espaços alternativos como ao ar livre, em
jardins etc. Locais que podem propiciar a descontração e a reflexão sobre temas
importantes.
Para esses projetos, podem ser convidados especialistas para ministrar palestras sobre
temas atuais. Isso constitui uma excelente oportunidade para que os alunos se
enriqueçam de informações.
Conceitos químicos
O conteúdo programático de Química é abordado em tópicos situados ao longo do
livro, numerados por títulos ou em subseções.
Muitas vezes os conceitos são explorados também nas seções “Tema em foco”.
O tratamento do conteúdo foi todo desenvolvido por meio da contextualização
social, histórica ou tecnológica, estabelecendo relações conceituais, por meio de atividades
ou da exploração dos conhecimentos prévios dos alunos. Por esse motivo, a
apresentação dos conceitos é sempre acompanhada por textos explicativos que facilita
a compreensão dos conteúdos pelos estudantes.
Temos recebido relatos de vários estudantes que afirmam que essa forma de apresentação
tem contribuído para que eles entendam conteúdos que não tiveram oportunidade
de estudar na escola.
44
MANUAL DO PROFESSOR

Nesse sentido, é fundamental que o professor desenvolva nos estudantes o hábito
da leitura dos textos e que procurem compreender as explicações desenvolvidas. Isso
propiciará uma aprendizagem significativa que é muito mais duradoura do que a aprendizagem
por memorização feita em sentenças sumarizadas descontextualizadas, como
as apresentadas em apostilas.
Observe que a apresentação dos conceitos é desenvolvida por meio de uma abordagem
contextual que propicia a aprendizagem significativa. A prioridade é apresentar de
forma adequada os conceitos fundamentais, garantindo a aprendizagem dos conceitos
centrais da Química.
Pense
Essas são questões com importante papel na mediação do conhecimento escolar.
Elas foram estrategicamente colocadas no texto para suscitar a exploração
de concepções prévias dos alunos e para estabelecer um vínculo com o conteúdo
que será introduzido adiante. Por esse motivo, em geral, a questão é respondida
nos parágrafos seguintes, de forma que o aluno estabeleça uma conexão entre suas
concepções e o novo conceito apresentado.
Essas questões servem para instigar o estudante a dar suas próprias explicações sobre
o assunto. É uma das maneiras de ouvi-lo e de entender como ele vê os fenômenos em
questão. São perguntas elaboradas para direcionar o raciocínio para o processo que estamos
desenvolvendo, auxiliando na construção do conhecimento.
Dê tempo para os estudantes pensarem e responderem à questão, nem sempre isso
é conseguido de imediato. Ouvindo o que os estudantes pensam a respeito do assunto,
o professor poderá entender as relações estabelecidas por eles, ou seja, as suas visões
pessoais. A partir daí, o professor poderá intervir para dar suporte para o entendimento
em conjunto do conceito em questão.
É de fundamental importância que o professor explore essas questões, mesmo em
turmas menos participativas. Para encorajar os estudantes, procure utilizar expressões
como "tente explicar com suas palavras", "procure responder". Lembre-se de que as interações
em sala de aula são socioculturalmente situadas, assim será o contexto da aula
que determinará o que e como perguntar ao aluno. Reformule as questões do livro para
torná-las mais compreensíveis aos seus estudantes. Esse processo envolve um aprendizado
de cada profissional em sala de aula, que começa quando decidimos ouvir os nossos
estudantes – esse é o primeiro passo.
Conceito em destaque
Os conceitos químicos centrais abordados nos tópicos em geral são destacados em
um boxe. Nenhum conceito é apresentado antes de uma contextualização.
O objetivo desse destaque é chamar a atenção do estudante para o conceito,
ajudando-o no trabalho de revisão e organização do estudo. Espera-se, contudo, que
eles não sejam cobrados na prova de forma a exigir do estudante a sua memorização.
O mais importante é eles entenderem a sua significação
Química na escola
Essa seção do livro envolve atividades práticas de observação e coleta de dados. A
estruturação das atividades foi proposta na perspectiva de o estudante explorar o fenômeno
para que possa compreender as relações conceituais estabelecidas na sua formalização.
Nessa perspectiva, muitas dessas atividades foram desenvolvidas com caráter
investigativo, no qual o aluno é estimulado a formular hipóteses.
MANUAL DO PROFESSOR
45

Na introdução do experimento, sempre são apresentadas a explicitação do objetivo
da atividade e as condições para realização (laboratório, sala de aula, atividade
demonstrativa etc.).
Somos cientes das dificuldades da maioria das escolas de Ensino Médio e sabemos
que poucas delas mantêm espaços reservados para laboratórios de ciências. Nossa luta
é pela melhoria desse quadro. Seria um enorme conformismo partir do pressuposto
que esta é a única situação possível e de que nós professores nada temos a fazer
senão cruzar os braços e nos entregar a um ensino livresco, desprovido de qualquer
apreensão da natureza prática da ciência. Não podemos encarar a situação assim, com
tamanha passividade.
É por esse motivo que em nossos livros, apesar das adversidades já previstas,
propomos diversos experimentos que podem ser selecionados conforme a realidade
de cada escola. Em algumas, já se mostrou ser possível realizar todos os experimentos;
em outras, muitos deles são conduzidos de maneira demonstrativa, enquanto
outros são apenas discutidos. Isso nos dá a plena convicção de que estamos sugerindo
atividades perfeitamente viáveis.
Na falta de materiais, há experimentos mais simples que podem ser desenvolvidos
com materiais alternativos, indicados no próprio texto, e executados em sala de aula.
Embora incentivemos o uso desses materiais, consideramos que é fundamental que
a escola procure disponibilizar ao menos os equipamentos básicos de vidraria. De fato,
é muito importante que as escolas disponham de laboratórios, até para que os alunos
entendam que fazer ciência exige investimento e uso de material especializado. Mas
não é só isso que conta. No ensino da Química, a teoria deve, sempre que possível,
estar associada à prática. Assim, não é suficiente uma escola contar com uma excelente
instalação para experimentos, e até mesmo destacar um professor específico só para
aulas de laboratório, se o trabalho prático se mantiver dissociado da abordagem teórica.
Nesse sentido, consideramos que muitas vezes se torna mais adequado o desenvolvimento
de muitas dessas atividades práticas na própria sala de aula.
As atividades experimentais apresentadas na seção “Química na escola” trazem
consigo diferentes propósitos. Um deles é demonstrar o processo de construção da
Ciência. Ensinar Ciências significa ensinar um modo de pensar e dominar a linguagem
e os métodos de obtenção desse conhecimento. E, para isso, precisamos ensinar aos
estudantes a observar, interpretar, ler tabelas, analisar dados e controlar variáveis. Não
se espera formar cientistas, mas levar aos estudantes, na qualidade de cidadãos, a entender
como os cientistas trabalham e compreender as potencialidades e limitações
da Ciência.
Outro propósito da atividade experimental na obra é de natureza pedagógica. Com
a experimentação podemos introduzir o conteúdo a partir dos aspectos qualitativos e
macroscópicos; por meio dela, auxiliamos a construção de conceitos científicos e de
processos dialógicos. Manipulando materiais e dados, os estudantes são estimulados a
estabelecer relações conceituais. A partir daí o professor consegue explorar suas concepções
e interpretações, desencadeando o processo dialógico tão almejado.
Obviamente, ao deixar de realizar muitas das atividades experimentais estaremos
também reduzindo o seu potencial cognitivo. Porém, se o professor se mantiver na
trama discursiva, apresentando dados, discutindo possíveis resultados, explorando as
questões de análise e os textos subsequentes ao experimento, ainda assim será possível
a exploração de nosso material didático e o alcance dos seus objetivos pedagógicos,
mesmo sem a realização de todos os experimentos. Obviamente, espera-se
que, pelo menos, uma vez no bimestre o professor possa desenvolver uma atividade
experimental.
Outros experimentos poderão ser desenvolvidos em sala de aula, além dos sugeridos
apresentados no livro. No site Ponto Ciência (http://www.pontociencia.org.br) existe
uma grande variedade de experimentos adequados ao ensino médio.
46
MANUAL DO PROFESSOR

Normas de segurança
Os experimentos propostos trazem as orientações básicas sobre a sua realização.
É importante que o professor dê atenção especial às normas de segurança, enfaticamente
advertidas no livro. Todas as atividades sugeridas envolvem procedimentos
simples e todo o cuidado foi adotado para evitar possíveis acidentes. As advertências
em destaque não se prestam a rotular atividades de alto risco, mas servem como
importantes dicas de segurança no trabalho que será desenvolvido. Isso é válido inclusive
para quando o aluno for desempenhar seu papel no ambiente de trabalho
profissional, no futuro.
É fundamental, que em todas as aulas práticas, o professor enfatize as normas
de segurança que constam no final do livro e que ressalte os cuidados específicos
para o experimento a ser realizado. Lembre-se de advertir os alunos sobre os
cuidados nos procedimentos e a atenção aos ícones indicando cuidados especiais
a serem adotados. O significado desses ícones está no final das normas de
segurança e é importante que o professor tenha o cuidado de chamar a atenção
para a sua sinalização.
Química Verde
No livro, tivemos uma preocupação ambiental, selecionando materiais que não
são potencialmente tóxicos, ou seja, não agridem o ambiente de forma intensiva.
Portanto, as substâncias utilizadas possuem pequeno efeito sobre o ambiente ou
podem oferecer um pequeno risco com a produção de grandes quantidades de
resíduos. Nesse caso, destacamos com um ícone ao lado do procedimento: "Não
desperdice". Peça que os alunos façam o uso parcimonioso do material para evitar
acúmulo ou descarte maciço de produtos químicos na rede de esgoto pública.
Lembre-se de advertir o estudante nesse sentido.
É importante que o professor procure usar as aulas de laboratório para desenvolver
nos estudantes atitudes ambientalmente favoráveis. Assim, é preciso que o
estudante procure usar todas as substâncias dos experimentos, sempre em quantidades
comedidas, dando uma atenção mais especial para aquelas seguidas do ícone
"Não desperdice".
Uma prática bem recomendada, nesse sentido, seria a adoção de equipamentos
de laboratório de microescala, os quais utilizam doses pequenas dos materiais adotados.
Para saber mais sobre esse conteúdo, consulte Cruz e Galhardo-Filho (2004).
Práticas como essas têm sido chamadas de Química Verde, dada à sua preocupação
ambiental. É importante destacar que o primeiro e talvez mais importante dos
princípios da Química Verde é não gerar resíduos.
Por isso, em nosso livro buscamos desenvolver experimentos e atividades que
gerem poucos resíduos. Certamente é desejável que o professor proponha outros
experimentos em sala de aula de acordo com os seus recursos disponíveis.
Lembre-se de que é preferível realizar um experimento simples com comprimido
efervescente, mas que gere poucos resíduos, do que realizar um experimento chamativo
como o do vulcãozinho, que gera enorme quantidade de óxido de crômio como
resíduo, ou que produza um belo precipitado amarelado de iodeto de chumbo.
Outro desafio é transformar o que se tratava como rejeito em matéria-prima. Soluções
de sulfato de cobre, comumente utilizadas em demonstrações no ensino de
Química no nível médio, podem ser aproveitadas para obtenção de cristais do sal. Posteriormente,
esses cristais podem ser dissolvidos em água, produzindo novas soluções.
Como educadores químicos temos o desafio de trabalhar pela continuidade do
desenvolvimento e pela melhoria do ensino sem, entretanto, comprometer o ambiente
e a saúde humana.
MANUAL DO PROFESSOR
47

Análise de dados
Todas as atividades experimentais possuem questões de análise de dados, as quais
possibilitam ao aluno compreender os modelos propostos para explicar o fenômeno
analisado ou para estabelecer generalizações que permitam compreender a ocorrência
do fenômeno.
Geralmente, após os experimentos, apresentamos uma síntese explicativa do que foi
desenvolvido, para que o aluno possa compreender o fenômeno observado.
Procure dar uma atenção especial à discussão das questões da análise e à explicação
do experimento. Isso é de fundamental importância para que a atividade alcance
os seus propósitos pedagógicos.
Atividades
Nessa seção, foram colocadas atividades que também têm o propósito de
auxiliar no processo de construção do conhecimento do estudante. Nelas buscamos
fornecer dados com os quais os estudantes, pela manipulação ou pela observação,
desenvolvam atividades que os guiem rumo ao entendimento. Isso, todavia, passa
por um processo dialógico que precisa ser mediado pelo professor. É por tal motivo
que essas atividades são acompanhadas de uma série de questões, com o intuito de
direcionar o estudante a estabelecer relações entre o que ele observou ou manipulou
e o conhecimento de Química que está sendo introduzindo.
Tanto para as questões de análise de dados como para as atividades, não apresentamos
gabarito, pois não se espera julgar a resposta do estudante, mas apenas entender o
que ele está pensando e ajudá-lo a caminhar em direção ao que queremos ensinar. Na
verdade, a resposta está desenvolvida no texto didático logo após a atividade.
Exercícios
Os exercícios que apresentamos têm como objetivo a avaliação da compreensão
conceitual. Inicialmente, a ênfase está em remeter os estudantes à revisão dos conceitos
mais fundamentais que foram abordados, de modo que para a resolução eles
voltem propositadamente ao texto, para identificar os tópicos centrais. Em seguida,
vêm as questões que envolvem a resolução de problemas convencionais de Química.
Incluímos esses exercícios para que o aluno desenvolva a capacidade de resolver problemas,
usando a linguagem da Química e interpretando os processos comuns à área.
Enquanto as atividades de construção do conhecimento e de experimentação desenvolvem
competências do domínio de investigação e compreensão, as atividades
de formação para a cidadania desenvolvem as competências do domínio de contextualização
sociocultural; os exercícios objetivam explorar as competências de representação
e comunicação, as quais também são exploradas naquelas outras atividades.
Procuramos nesses exercícios nos ater aos conceitos centrais, evitando o excesso
característico da maioria dos livros de Química, que privilegiam uma grande quantidade
de cálculos, muitas vezes descontextualizados e que pouco acrescentam à
formação ampla do cidadão.
O que aprendemos neste capítulo
Essa é uma seção que visa sistematizar os principais conteúdos estudados, o que
vai facilitar o trabalho do estudante no processo de revisão da matéria para a realização
de avaliações.
Nela, o estudante identifica os conceitos chaves que foram abordados. Como o seu propósito
é o de síntese, nem tudo que foi desenvolvido ao longo do capítulo ali está contido.
48
MANUAL DO PROFESSOR

Para ajudar os estudantes na organização de seu estudo metódico, podemos sugerir
que ele, ao estudar a disciplina, procure identificar outros conteúdos relevantes
trabalhados em sala de aula que, por ventura, não estejam nessa seção de final de
capítulo. Com esse hábito, o estudante vai desenvolver a sua capacidade de síntese
e conseguirá sistematizar os principais conteúdos trabalhados. Mais uma vez destacamos
a necessidade de orientação do estudante para não memorizar conceitos sem
que antes tenham uma compreensão clara de seu significado.
Exercícios de revisão
Muitos de nossos alunos vão fazer provas de vestibular. Acreditamos que, se eles
aprenderem os conceitos centrais da Química e desenvolverem o pensamento analógico
para entender os processos químicos, com certeza eles apresentarão facilidade
em realizar provas de vestibular e do Enem com sucesso.
Recomendamos que o professor estimule seus alunos a resolverem as questões de
revisão ao final de cada capítulo. Esses exercícios avaliam a capacidade do aluno de
aplicar os conceitos químicos a diferentes contextos. Alguns são mais complexos e vão
preparar os estudantes a enfrentar situações mais desafiadoras em exames.
Considerando, todavia, que a aprendizagem significativa ocorre mediante um processo
dialógico em sala de aula, em que o estudante constrói o seu próprio saber pelo
estabelecimento de relações conceituais, enfatizamos a importância de se privilegiar
atividades de construção do conhecimento. Sendo assim, apesar de incluirmos no livro
várias questões de vestibular, pensamos que mais importante que usar a sua aula
para resolver exaustivamente todas as questões seria priorizar a discussão conceitual,
selecionando os exercícios mais relevantes para serem resolvidos em sala, de acordo
com o tempo disponível.
Esclarecemos por fim que as questões de vestibular adotadas sofreram pequenas
adaptações necessárias para padronizar a linguagem empregada no livro e, vez por
outra, para eliminar itens ou terminologias que não se enquadram nos critérios didáticos
da presente obra.
Gabaritos
No livro do aluno, apresentamos apenas o gabarito das questões objetivas, pois
queremos estimular a independência de respostas. O gabarito de questões subjetivas
pode levar o estudante a julgar que apenas respostas dadas com as expressões do
livro estão corretas. Lembramos que, no presente guia do professor, são apresentados
subsídios para a resposta de todas as questões dos exercícios do livro.
É bom ler
Esta seção é fundamental para orientar os estudantes a aprofundarem seus conhecimentos
sobre os temas estudados. É fundamental o desenvolvimento do hábito da
leitura. E isso se torna essencial quando adotamos estratégias de dinâmicas de grupo
para a montagem de murais informativos na escola sobre determinado tema, e apresentação
de seminários por meio dos quais os estudantes enriqueceriam o conteúdo
do tema da unidade com pesquisas bibliográficas e na internet.
Essa seção, ao final do livro, é ferramenta essencial nestas atividades. Muitos dos
livros referenciados são paradidáticos que poderão ser recomendados para leitura
por todos os estudantes. O professor poderá solicitar resumos ou resenhas do livro,
atividade esta que poderá ser previamente combinada e feita com a orientação do
professor de Língua Portuguesa.
MANUAL DO PROFESSOR
49

O uso das imagens do livro
Esta obra apresenta uma grande preocupação com o tratamento de suas imagens,
baseando-se no princípio de que a mensagem visual desempenha um papel
importante na educação em Ciências, tanto na construção quanto na representação e
comunicação de ideias e conceitos científicos.
De modo geral, as imagens desempenham papéis diversificados nos livros didáticos.
Suas funções podem ser definidas conforme a relação com o texto no qual estão
inseridas.
Conscientes do valor das imagens, nesta obra tivemos preocupação com a comunicação
visual, utilizando diversos tipos de imagens para ilustrar diferentes tipos de
textos e enfoques.
Acreditamos que é importante explorar o potencial comunicativo de cada imagem
para proporcionar uma maior compreensão dos conceitos descritos nos textos. Além
do texto, também a imagem merece ser lida numa página. O estudante deve saber
ler e interpretar as imagens, pois o domínio desses processos tem relação direta com
a aprendizagem de conhecimentos científicos. Vejamos alguns exemplos de leituras
de imagens.
Os gráficos são representações que expressam informações quantitativas de forma
explicativa, concisa e clara. No livro, esse tipo de representação é bastante explorado.
Destacamos a importância de se fazer a leitura interpretativa dessas imagens no contexto
do desenvolvimento da leitura visual para a obtenção de informações de dados,
muito importante para o desenvolvimento da leitura matemática. Observe que há
indicativos de variações nas tabelas por meio do uso da cor.
Os esquemas ilustrativos são representações comunicativas organizadoras das
ideias descritas no texto. São, assim, ilustrações que apresentam função explicativa e
esclarecedora, no sentido de simplificar ou destacar as informações contidas no texto.
É bom que a sua leitura seja acompanhada da do texto.
O esquema contém um número grande de informações as quais nem sempre são
apreendidas pelos alunos, por falta de conhecimento das partes que constituem o
objeto ou o processo representado. Por isso, é fundamental que você explique detalhadamente
cada tema do livro, chamando a atenção para os aspectos centrais.
As imagens da seção “Tema em foco”, além do caráter descritivo de situações
cotidianas, também apresentam finalidade complementar ao texto. As informações
contidas neste tipo de imagem acrescentam informações ao texto, na tentativa de
aumentar o quantitativo informativo, exemplificar e despertar o senso crítico. Parar a
leitura, pedir aos estudantes que pensem nas informações que a imagem de uma foto
pode trazer é um bom exercício de leitura que podemos fazer com nossos alunos.
Em Ciências é comum a utilização de imagens para representar modelos de estruturas
que não são visualizadas como, por exemplo, o átomo. As limitações dessas
representações devem ser esclarecidas para que os estudantes não fiquem com impressões
equivocadas do conceito apresentado. Como exemplo, podemos citar as
representações de átomos cujas proporções não são devidamente consideradas, visto
que, se fossem, não poderíamos ver o desenho de seus núcleos.
Lembramos que existem outras funções que uma imagem pode ter para um texto
didático e que efetivamente contribua para a comunicação dos conceitos científicos.
Nesse sentido, é importante que exista um espaço para o desenvolvimento da leitura
visual, além da textual, no ambiente de sala de aula, para que todo potencial comunicativo
expresso no livro possa efetivamente contribuir para a aprendizagem.
50
MANUAL DO PROFESSOR

4
Orientações
e sugestões
metodológicas
“E não se diga que, se sou professor de Biologia, não posso me alongar em considerações
outras, que devo apenas ensinar Biologia, como se o fenômeno vital pudesse ser
compreendido fora da trama histórico-social, cultural e política. Como se a vida, a
pura vida, pudesse ser vivida de maneira igual em todas as suas dimensões, na favela,
no cortiço ou numa zona feliz dos ‘Jardins’ de São Paulo. Se sou professor de Biologia,
obviamente devo ensinar Biologia, mas, ao fazê-lo, não posso secioná-la daquela trama.”
Paulo Freire
No presente capítulo apresentamos orientações sobre articulações e formas de
desenvolvimento do conteúdo e dos temas sociocientíficos e sugestões de atividades
metodológicas, bem como possibilidades de aprofundamento dos conteúdos do presente
volume.
Orientações sobre articulação do conteúdo
programático
Este volume conclui o estudo da Química, ampliando conceitos estudados nos
volumes anteriores com a introdução de teorias mais modernas sobre a constituição
da matéria e consolidando uma visão integrada da Química com a tecnologia e a sociedade.
Os conteúdos apresentados sistematizam as aplicações da Química e requisitam
conceitos das propriedades das substâncias e dos materiais com sua constituição
e uma compreensão das reações químicas.
Embora o conteúdo da primeira unidade envolva cinco capítulos de química orgânica,
enfatizamos que esta série não deve ser restrita ao estudo de química orgânica,
por isso, incluímos duas outras unidades: eletroquímica e química moderna. Entendemos
que esses conteúdos devem ser abordados na terceira série, quando os estudantes
já possuem conceitos mais sistematizados de eletricidade e de física moderna
estudados na Física.
Por esse motivo, entendemos que conceitos do modelo atômico quântico devem
ser explorados com maior propriedade neste volume. A introdução desse conteúdo
nas séries anteriores deve ser de forma bem simplificada. Dada, porém, a sua importância
para a compreensão de vários aspectos tecnológicos ele precisa ser ampliado
na terceira série até para que o estudante perceba como a Ciência tem avançado na
construção de modelos mais complexos que têm possibilitado a explicação de diversos
fenômenos antes não muito bem compreendidos.
O estudo da química orgânica está fortemente conectado com aplicações na Biologia
e em tecnologias correlatas que estão ampliando a nossa qualidade de vida. Os
conteúdos de orgânica já iniciados nas séries anteriores são retomados com uma nova
contextualização no capítulo um do livro.
Da mesma forma, o estudo de eletroquímica está vinculado na unidade dois ao
novo contexto temático, o de metais, pilhas e baterias, possibilitando uma revisão de
conceitos das séries anteriores e compreensão de aplicações tecnológicas atuais.
MANUAL DO PROFESSOR
51

Na unidade três, são revistos conteúdos dos outros volumes em uma perspectiva
mais moderna. Com isso o estudo da Química é consolidado com uma visão de suas
potencialidades no desenvolvimento de tecnologias cada vez mais revolucionárias
como a nanotecnologia.
Da mesma forma como nos volumes anteriores, os conteúdos do volume três
estão fortemente interligados a conteúdos de outras disciplinas. Todo o estudo de
química orgânica está vinculado a conceitos da Biologia, enquanto o estudo das unidades
dois e três a conceitos da Física. Embora a apresentação do modelo quântico
não seja feita com o tratamento matemático é importante destacar que esse modelo
foi desenvolvido por ferramentas matemáticas. Os conteúdos das unidades dois e três
estão relacionados a conteúdos de Geografia.
O foco central da abordagem dos temas sociocientíficos tem uma perspectiva
bastante filosófica e sociológica e possibilita o desenvolvimento de debates que
podem ser conduzidos em aulas dessas disciplinas de forma integrada.
Recomendações específicas para desenvolvimento
do conteúdo
Unidade 1 – A Química em nossas vidas
O estudo da Química Orgânica nesta unidade é abordado de forma integrada com
os temas dos outros capítulos, de forma que são desenvolvidos juntamente com o
conteúdo químico. A abordagem adotada buscou contextualizar o ensino de Química
Orgânica, apresentando uma visão articulada de seu conhecimento com o contexto de
suas aplicações e evidenciando as aplicações de seu conhecimento.
Observe que os títulos de muitos tópicos do capítulo estão diretamente associados
ao tema sociocientífico, mas que são tratados como conteúdo, pois a natureza da
abordagem é essencialmente de compreensão dos conceitos químicos.
Em vez de tratar de função por função, como fazem os livros convencionais, optamos
por uma abordagem integrada e estruturada a partir de ideias centrais e mais
gerais. Assim, no primeiro capítulo fazemos uma introdução ao estudo da Química
Orgânica, recapitulando conteúdos estudados nos dois primeiros volumes e que são
vistos aqui no contexto da engenharia genética. No segundo capítulo, apresentamos
os grupos funcionais das principais funções caracterizando cada uma. No terceiro, são
trabalhadas as regras gerais de nomenclatura de todas as funções. No quarto capítulo,
são introduzidas as propriedades das principais funções, correlacionando-as com
as suas estruturas e as forças intermoleculares e, finalmente, no quinto capítulo, são
abordadas as principais reações orgânicas.
Apresentando o conteúdo de forma integrada em grupos funcionais, nomenclatura,
propriedades e síntese, o estudante consegue estabelecer relações entre as diversas
funções e compreender os princípios gerais da Química Orgânica, evitando a memorização
de função por função. Além disso, desse modo, o conteúdo foi apresentado de forma
bem integrada ao tema de cada capítulo. A contextualização histórica e introdutória
da química orgânica está associada aos avanços tecnológicos na engenharia genética.
As funções são identificadas nas diversas classes bioquímicas encontradas nos alimentos.
A nomenclatura está associada aos nomes dos medicamentos. As propriedades, ao
estudo dos polímeros e a síntese orgânica, ao estudo da indústria química.
52
MANUAL DO PROFESSOR

Consideramos que muitos livros sobrecarregam o conteúdo de Química Orgânica
com classificações desnecessárias. Buscamos selecionar os principais conceitos estruturadores
da Química Orgânica enfocando os princípios, evitando um ensino centrado
na memorização.
Lembramos que a recomendação de o conteúdo de Química Orgânica ser introduzido
nas primeiras e segundas séries para serem revisados e ampliados na presente
série. Assim, entedemos que os conteúdos do capítulo um sobre o histórico da Química
Orgânica, das propriedades do átomo de carbono e o estudo de hidrocarbonetos
poderiam ser abordados nos volumes 1 e 2, como já havíamos recomendado e dessa
forma, no presente volume esses conteúdos seriam apenas revistos contextualmente.
No segundo capítulo são apresentadas as demais funções orgânicas juntamente
com o estudo da bioquímica. Aqui é uma boa oportunidade de se buscar uma integração
curricular com a disciplina de Biologia. Não queremos que os estudantes
memorizem todas as funções orgânicas e as classes bioquímicas, mas que percebam
como estruturas moleculares diferentes mudam as propriedades das substâncias e
como elas afetam o metabolismo no nosso organismo. O estudo integrado com a bioquímica
vai possibilitar o estudante ter uma visão mais aplicada da Química Orgânica
e perceber a relevância de seu estudo.
Não é competência de nenhum cidadão saber atribuir nomes de substâncias orgânicas.
Assim, o objetivo central do terceiro capítulo é evidenciar como a identidade
das moléculas está relacionada à sua estrutura a qual vai determinar o seu nome sistemático.
As regras são muitas, apresentam exceções e têm casos complexos difíceis
de serem analisados no Ensino Médio. Insistimos que não se trabalhe com exemplos
esdrúxulos e nem tem necessidade de um número excessivo de exercícios. A preocupação
deve ser muito mais em se compreender o princípio como os químicos sistematizam
o seu estudo. Aprendendo este princípio os estudantes vão perceber que em
suas atividades profissionais no futuro eles poderão sistematizar formas de organizar
seus materiais e nomeá-los de maneira que facilite o seu trabalho.
Ao associarmos a nomenclatura ao estudo de medicamentos queremos demonstrar
aos estudantes como cada substância tem um mecanismo de ação diferente, uma
vez que tem uma estrutura química diferente. Assim o que queremos mostrar é a
necessidade do cidadão perceber no seu cotidiano que o uso dos materiais depende
muito de sua composição o que demanda a necessidade da leitura constante dos
rótulos e bula e a identificação do princípio ativo.
O quarto capítulo trata do estudo de polímeros. Esse estudo tem vínculo com
materiais do cotidiano e a apresentação do conteúdo foi feita de forma a dar maior
destaque as aplicações tecnológicas e informações relevantes para a formação geral
do estudante. O assunto tem relação com conteúdo de reciclagem apresentado no
volume um, mas que aqui pode ser retomado dentro de um novo contexto e com uma
perspectiva de consolidar atitudes de compromisso com o ambiente. O tópico possibilita
destacar o papel tecnológico da Química que está destacado no tema sociocientífico
da unidade e ajuda a consolidar uma visão mais crítica sobre os plásticos que
muitas vezes são vistos apenas como o vilão de problemas ambientais, esquecendo-
-se dos inúmeros benefícios tecnológicos de seu uso.
Associado ao capítulo de polímeros é feito um estudo sobre as propriedades das
substâncias orgânicas em relação aos seus grupamentos funcionais. Esta vinculação
se aplica, na medida em que o estudo dos polímeros é desenvolvido, estabelecendo-
-se relação entre o seu uso tecnológico e suas propriedades. O objetivo do estudo das
propriedades das substâncias orgânicas visa consolidar a importante compreensão da
MANUAL DO PROFESSOR
53

elação entre estrutura química (visão microscópica) e as propriedades das substâncias
e materiais (visão macroscópica) que foi desenvolvida ao longo de toda a coleção
desde o primeiro volume da coleção.
O último capítulo da unidade apresenta as reações de síntese orgânica. Selecionamos
as principais reações para ilustrar o trabalho do químico no processo de obtenção
de novos materiais por meio da síntese. O nosso objetivo é demonstrar como
os químicos são capazes de desenvolver modelos para realizar as suas reações e
como elas podem ser controladas no laboratório. Longe está de nosso objetivo que
os estudantes memorizem as reações de síntese orgânica. Como sempre enfatizamos
queremos muito mais uma compreensão do processo.
O capítulo é bem contextualizado com o tema sociocientífico de indústria no qual
discutimos o papel da Química na sociedade e no ambiente. Sem dúvida o conteúdo
desenvolvido neste capítulo possibilita uma compreensão mais ampla do papel da
Química na sociedade e permite uma discussão filosófica sobre a quem esta Ciência
deve servir, mostrando o seu potencial, as suas limitações e os seus riscos e deixando
o debate aberto para que os cidadãos se posicionem nos rumos que se deve direcionar
o seu desenvolvimento tecnológico.
A abordagem do conteúdo de Química Orgânica pode ser desenvolvida por
meio de apresentação de seminários e de dinâmicas de grupo. Palestras podem
ser feitas por técnicos e profissionais da saúde. Visitas a indústrias locais são essenciais
para contextualizar o tópico, lembrando que no caso os estudantes devem
produzir relatórios que analisem a situação da indústria em relação aos impactos
ambientais locais, bem como econômicos e sociais. Enfim a proposta que o conteúdo
químico tema uma abordagem de forma mais integrada possível aos temas
sociocientíficos. Vide mais sugestões apresentadas no tópico da abordagem temática
mais adiante.
Unidade 2 – Metais, pilhas e baterias
O estudo desta unidade segue o mesmo princípio metodológico da obra, de partir
de fenômenos para depois elaborar modelos que expliquem as propriedades observadas.
Dessa forma, começamos o capítulo com o estudo das propriedades dos metais
para depois discutirmos o modelo da ligação metálica associado às propriedades.
Tanto o estudo de ligação metálica quanto o de número de oxidação são abordados
nesta unidade, em razão da sua relação com o tema explorado e com o conteúdo central
da unidade: o estudo de pilhas e baterias. Caso o professor tenha optado por ter
trabalhado esses conteúdos anteriormente, como fazem outros livros, é fundamental
que nesse momento seja feito uma revisão desses tópicos.
É importante discutir bem o conceito de número de oxidação, diferenciando-o do
conceito de carga elétrica. O número de oxidação tem aplicação direta tanto no estudo
das reações de oxidorredução como no estudo da eletroquímica.
Como discutido nos volumes anteriores, não julgamos necessário o domínio sistemático
de resolução de exercícios envolvendo cálculos químicos, afinal o balanceamento
de reações não se constitui atividade de um cidadão. No entanto, a resolução
de exercícios de balanceamento leva o estudante a compreender o princípio
da oxidorredução, além de consolidar o entendimento do número de oxidação. O
fundamental é que ele perceba como ocorrem as interações químicas em uma reação,
54
MANUAL DO PROFESSOR

identificando que no processo estão associadas a quebra e a formação de ligações,
envolvendo a troca de elétrons entre os átomos e variações de energia.
A variação de energia em uma reação química tem relação com a configuração
eletrônica dos átomos, daí a razão pela qual, nas reações de oxidorredução, haver a
possibilidade de gerar energia elétrica. Esse é o processo químico central estudado no
segundo capítulo.
No estudo deste capítulo, procuramos fazer uma contextualização histórica e fenomenológica.
Daí a importância da realização do experimento proposto para que o
estudante possa compreender o modelo explicativo. É fundamental que o esquema
da pilha seja explicado detalhadamente e que esteja associado com observações do
experimento.
Nas referências bibliográficas da unidade, existem artigos interessantes sobre a
história da eletroquímica e outras propostas de experimentos que poderão ser desenvolvidos
em sala de aula. O experimento da batata pode facilmente ser desenvolvido
na sala de aula.
No estudo de potencial-padrão de redução, deve-se priorizar o entendimento do
conceito, demonstrando como o potencial é obtido para que o estudante perceba o
significado de seu valor. Aqui, os cálculos que serão desenvolvidos têm a principal
função de levar os estudantes a compreender o processo.
O tópico seguinte trata da eletrólise; mais uma vez propomos um experimento
para que o estudante compreenda melhor o processo.
Finalizamos a unidade com o estudo das leis de Faraday, realizando a aplicação de
estudos quantitativos na eletrólise. O tratamento matemático apresentado apresenta
dois objetivos centrais: demonstrar o significado dos conceitos envolvidos e mostrar o
potencial de previsibilidade de leis derivadas dos estudos quantitativos, evidenciando
a importância dos cálculos no estudo da Química, que é uma Ciência essencialmente
experimental, da qual muitas teorias são derivadas de estudos quantitativos.
O estudo da eletroquímica pode ser introduzido no volume dois por conta da
contextualização temática relativa a fontes de energia. Enfatizamos que na proposta
curricular dos autores deste livro, eletroquímica deve ser estudada na terceira série
devido a sua associação com o estudo de eletricidade, que geralmente é tratado na
disciplina de Física, na terceira série.
Um trabalho bastante inovador seria se o professor pudesse desenvolver o conteúdo
de eletroquímica conjuntamente com o professor de Física em que se aplicassem
os conceitos em ambas as disciplinas. Até as avaliações nesta unidade poderiam ser
conjuntas para dar uma maior integração.
Unidade 3 – Química para um novo mundo
A introdução ao estudo da mecânica quântica é importante no Ensino Médio, pois
não podemos continuar no século XXI estudando a matéria com a Química e a Física
do início do século XX.
Esse estudo foi introduzido pelos livros didáticos convencionais na década de
1970 de uma forma bastante reducionista e ritualística, com a memorização de
conceitos e regras sem significado para os estudantes e sem o devido tratamento
conceitual. Muitas das analogias faziam associações indevidas, levando a concepções
de comportamento corpusculares em total desacordo com a significação física
do modelo quântico.
MANUAL DO PROFESSOR
55

Como foi nossa preocupação em toda a obra, procuramos, por meio de uma linguagem
mais próxima do estudante, destacar o significado dos conceitos físicos, através
de demonstrações ou contextualização teórica, experimental ou histórica. No caso,
procuramos ser fiéis o máximo possível aos conceitos físicos e, assim, por mais que
seja simplificada a linguagem, tivemos que recorrer a conceitos de Física para que o
estudante compreendesse a visão quântica da matéria. Com certeza esse é um tópico
árido que exige muita atenção do professor.
Procuramos apresentar a contextualização histórica, ressaltando as principais mudanças
de paradigma entre a Física Clássica e a Física Moderna, na tentativa de o estudante
compreender que a visão quântica difere muito da visão clássica. O nosso objetivo
é avançar na formação do estudante em termos de sua capacidade de abstrair
teorias e entender que o Universo pela sua complexidade tem que ser compreendido
por uma multiplicidade de visões teóricas. Essa visão é fundamental para formarmos
cidadãos críticos que busquem novos modelos para compreender o mundo que os
cerca. Isso para nós é mais importante do que a memorização de regras e conceitos
sem significado, simplesmente para realizar exames.
Após a apresentação do modelo quântico, introduzimos conteúdos químicos relacionados
ao estudo da configuração eletrônica, como o da classificação periódica. O assunto
pode ser ampliado ainda no estudo dos orbitais moleculares e das ligações sigma e pi. Considerando
a extensão da obra, nos limitamos a comentar o assunto e deixamos ao professor
a ampliação dele, caso assim tenha condições de fazer em sua escola. Julgamos, no entanto,
que, se o estudante tiver uma compreensão da visão quântica, os tópicos eventualmente
não abordados não prejudicarão o seu entendimento dos processos químicos.
Muitos livros apresentam o modelo quântico nos capítulos iniciais da obra. Julgamos
que nesse momento os estudantes não têm conhecimento de Física e que ainda
não possuem um bom domínio da visão de modelos. Por isso, enfatizamos a importância
de o assunto ser postergado para séries mais avançadas, quando ele poderá ser
abordado de forma mais apropriada.
Alguns livros de Física já apresentam conceitos de Física Moderna. Sem dúvida este
conteúdo deveria ser trabalhado conjuntamente com a disciplina de Física de forma
que o estudante percebesse com a Ciência é desenvolvida de forma global, de maneira
que a separação em campos de estudo é muito mais didática e que na prática
há uma interação cada vez mais forte entre profissionais de diferentes áreas com uma
perspectiva multidisciplinar.
Foi por essa razão que demos muita ênfase nos capítulos iniciais ao processo de
construção de modelos para que o estudante desenvolvesse a competência do domínio
da investigação científica, tendo assim, uma maior familiaridade com as suas
proposições. Essa metodologia com certeza vai facilitar o entendimento do modelo
quântico introduzido nesta última unidade.
A introdução do modelo quântico é feita também de forma a apresentar como ele
possibilita novos entendimentos sobre processos químicos estudados anteriormente
com outros modelos simplificados. Assim é que se relaciona o modelo quântico com
ligações químicas dando uma nova explicação para a estabilidade eletrônica que supera
a visão restrita e ultrapassada da didática regra do octeto. Também com o modelo
quântico é possível explicar reações orgânicas envolvendo ligações duplas. Foi
com esse propósito que introduzimos a ideia de orbital molecular e ligação sigma e pi.
Também relacionamos o modelo quântico com a classificação periódica, mostrando
com o modelo permite o entendimento da previsão do comportamento periódico das
propriedades dos átomos dos elementos químicos.
56
MANUAL DO PROFESSOR

Entendemos que no estudo deste capítulo é perfeitamente apropriado o estudo de
radioatividade e de energia nuclear que foram desenvolvidos no segundo volume. Os
professores que em sua proposta curricular, abordarem o conteúdo de radioatividade
e energia nuclear poderão explorar esses conteúdos a partir do objeto de aprendizagem
relacionado a conceitos fundamentais.
Orientações para o desenvolvimento do
Tema em foco
Enquanto na primeira série, o estudo dos temas sociocientíficos buscou enfatizar
questões socioambientais e, na segunda série, a discussão de questões políticas; na
terceira série o foco ficou no debate de aspectos éticos. Conclui-se, assim o estudo
dos aspectos sociocientíficos relacionados à Química, por meio de uma reflexão
sobre o papel dessa Ciência na sociedade e sobre o destino que os cidadãos devem
dá para as suas aplicações tecnológicas, questionando-se sobre a quem e para que
ela deve servir.
Unidade 1 – A Química em nossas vidas
A temática desta unidade consolida a visão da presença da Química em nossas
vidas, correlacionando o tema com o conteúdo estudado de Química Orgânica. O primeiro
capítulo trata da ética da engenharia genética. Os dois capítulos seguintes têm
foco no fornecimento de informações pessoais, no sentido de melhorar a qualidade
de vida do estudante em relação à sua saúde. Já os dois últimos capítulos voltam a
considerar aspectos ambientais. Todavia, o conjunto de temas da unidade tem como
principal objetivo demonstrar contribuições da Química na melhora da qualidade de
vida, demistificando a concepção popular de que a Química só está associada a aspectos
negativos e fazer uma reflexão ética sobre as aplicações tecnológicas da Química
na sociedade. O debate desse tema pode ser enriquecido com discussões conduzidas
juntas com o professor de Filosofia.
Diferentemente das unidades dos outros volumes, nesta são trabalhados cinco
subtemas, e todos estão vinculados ao conteúdo da unidade. A relação do conteúdo
é bastante forte, de forma que a sua abordagem está tão integrada, que mesmo nos
tópicos específicos do conteúdo químico o tema é abordado. Nos textos do tema em
foco, o conteúdo de Química Orgânica também está presente. Nesse sentido, não há
uma separação entre tema e conteúdo, como acontece em outras unidades.
A Química Orgânica e a transformação da vida é o primeiro tema trabalhado. Ela
apresenta as contribuições da engenharia genética no aumento da expectativa de vida
e da qualidade de vida, ao mesmo tempo em que levanta o debate ético sobre o controle
dessa tecnologia, em relação aos riscos que oferece à própria vida. O debate é
controverso e envolve questões religiosas, não se tendo uma posição única que possa
ser assumida racionalmente apenas por critérios científicos, mas que deve ter como
princípio universal a defesa do direito à vida.
O tema alimentos, presente no segundo capítulo, discute a questão do valor mercadológico
dos alimentos e a importância da dieta. O que se pretende é uma mudança
de atitude em que o valor nutricional tenha prioridade em relação a outros aspectos
do alimento que em geral são explorados pelo marketing. A abordagem do tema
MANUAL DO PROFESSOR
57

demonstra a nossa dependência da indústria alimentícia, o que implica a necessidade
de uso de aditivos químicos. A discussão, todavia, é conduzida de forma a se perceber
a necessidade de conciliar a conservação de alimentos com a sua qualidade, bem
como entender a manipulação mercadológica dos produtos alimentícios que passam
a perder em qualidade nutricional.
A discussão da dieta deve ser aprofundada, procurando analisar os hábitos alimentares
dos estudantes. Devem-se destacar os problemas de saúde cujos efeitos
surgem em idade mais avançada e que são decorrentes de maus hábitos adquiridos
na infância e na juventude. Essa é uma temática a ser discutida juntamente com o professor
de Biologia, até porque o estudo da Bioquímica está presente nos conteúdos
programáticos dessa disciplina. Seria interessante o convite de nutricionistas ou de
profissionais da saúde para trazer outras informações relevantes para os estudantes.
O terceiro capítulo trata de drogas. O objetivo é fornecer informações para que o
estudante possa decidir sobre o uso de drogas. O que se quis demonstrar é que os
remédios são drogas que podem atuar de forma benéfica no organismo ou de forma
prejudicial. Trabalhando com esse conceito queremos que o estudante entenda que
a adição de qualquer substância ao seu organismo provoca uma série de transformações
cujos efeitos podem ser letais.
Procuramos dar ênfase ao uso correto dos medicamentos, alertando para cuidados
necessários em sua administração. São muito comuns acidentes causados pelo uso
indevido de medicamentos, daí a necessidade de enfatizar cuidados, mesmo aqueles
que nos parecem óbvios.
Ao tratar das drogas como venenos, tivemos o objetivo de demonstrar a sua
ação química no organismo, conscientizando os estudantes para os cuidados do
corpo. Em nossa abordagem, procuramos destacar ações positivas em relação à
boa saúde; com isso estamos trabalhando a prevenção do uso de drogas com efeitos
deletérios no organismo, por meio do desenvolvimento de valores positivos
em relação à vida.
O debate sobre o uso de drogas é fundamental que seja conduzido em sala de
aula, mas para isso deve-se tratar do assunto não só do ponto de vista químico. Não
se faz prevenção simplesmente alertando o estudante sobre os efeitos da droga
e apontando os diferentes tipos de drogas. Apesar do tema e em nosso material
não ter sido apresentado sistematicamente, o efeito nocivo dos produtos químicos
no organismo foi destacado com muita ênfase. Assim, deixamos para o professor
a tarefa de aprofundar os debates específicos e acrescentar outras informações,
recorrendo a obras paradidáticas indicadas no livro do estudante e principalmente
promovendo debates com profissionais da área, como psicólogos, médicos, e os da
área de segurança pública. É fundamental que o professor esteja atento à qualificação
do profissional, pois essa temática exige muito cuidado ao ser abordada em
sala de aula.
Ainda nesse capítulo é tratado da Química dos cosméticos, ao mesmo tempo em
que são levantadas questões éticas relativas à estética imposta pelo mundo da moda.
Finalmente o tema do capítulo introduz uma discussão sobre riscos em saúde, com
o objetivo de fornecer informações sobre critérios a serem levados em conta no processo
decisório. Não se trata apenas de aplicar o conhecimento tecnológico. A decisão
passa por uma análise complexa de diversos fatores.
O tema desenvolvido no capítulo abre espaço para a discussão de diversos outros
assuntos, como a questão da aids, de doenças terminais, a questão ética da eutanásia,
etc. É importante que o professor identifique os temas mais relevantes para a sua
58
MANUAL DO PROFESSOR

comunidade e procure ampliar os debates, fazendo uma abordagem interdisciplinar
com a Biologia.
O tema do terceiro capítulo se confunde com o próprio conteúdo químico de polímeros.
Em todo o capítulo demonstram-se a versatilidade dos polímeros e o seu potencial
tecnológico em razão de suas propriedades, destacando o ganho na praticidade
que esses materiais têm trazido para a sociedade. Para os textos do Tema em foco,
retomamos a temática ambiental. Consideramos que vivemos em uma sociedade marcada
pelo valor do consumismo e acreditamos que uma mudança de atitude passa por
uma reflexão mais ampla, o que não ocorre facilmente. Por isso, insistimos na ênfase
ambiental em diferentes contextos, com o objetivo de tentar incorporar nos estudantes
outra visão de mundo. Assim, a temática desenvolvida busca desenvolver adoção comportamento
nos princípios da redução do consumo, da reutilização e da reciclagem.
Concluímos a unidade com o tema indústria química, o qual tem como objetivo
demonstrar a área de atuação do químico e as contribuições que essa indústria tem
fornecido para a sociedade. Outro objetivo do tema é fornecer informações relevantes
a serem adotadas quando do processo de tomada de decisão sobre a implantação
de uma indústria. Novamente voltamos a discutir a questão de múltiplos fatores que
estão presentes no processo decisório.
Na abordagem apresentada, foram levados em conta os avanços que a indústria
química tem alcançado, sem desconsiderar os efeitos negativos decorrentes de seus
processos. Buscou-se desenvolver um grau de cumplicidade entre sociedade, governo
e industriais, evidenciando que o caminho de desenvolvimento depende dos rumos
traçados pela sociedade.
Ao se tratar da indústria química e desenvolvimento social, mais uma vez entramos
na questão de aspectos econômicos e sociais, com o objetivo de construir uma concepção
de cidadania planetária e de trabalhar os valores da igualdade social, levando-
-se em conta a diversidade que caracteriza a sociedade. Essas temáticas podem ser
trabalhadas com o professor de Geografia.
Nesse tema, foi trabalhado ainda o conceito de sustentabilidade na perspectiva de
cidadania planetária.
Para trabalhar com esse tema é essencial a organização de uma visita a uma fábrica,
na qual se explorem os diversos aspectos envolvidos na indústria legal, em termos
das suas condições ambientais, da segurança aos trabalhadores e dos benefícios que
traz para o município.
Ressaltamos a importância de trabalhar os temas desta unidade de forma integrada
com outras disciplinas, principalmente com a Biologia, a Filosofia e a Geografia.
Unidade 2 – Metais, pilhas e baterias
O tema em foco desta unidade tem como objetivo demonstrar a evolução tecnológica
do uso de materiais para fabricar equipamentos e bens de consumo, bem como
discutir aspectos ambientais e econômicos relacionados ao tema. Apesar da substituição
desses materiais pelos polímeros, os metais ainda apresentam uma grande
aplicação social.
Demonstrando a presença dos materiais no nosso dia a dia, discute-se o seu processo
industrial, com o objetivo de o estudante perceber como a Química controla o
processo produtivo. De certa forma, o tema dá continuidade à abordagem de indústria
química do último tema da unidade anterior.
MANUAL DO PROFESSOR
59

O tema tem desdobramento em relação ao uso de pilhas e baterias, as quais
correspondem ao conteúdo químico da unidade. Os processos químicos relativos ao
funcionamento das pilhas e baterias estão desenvolvidos nos tópicos específicos do
conteúdo e, na seção de Tema em foco, trabalhamos a questão ambiental relativa ao
descarte correto desses materiais, tratando especificamente dos metais pesados e
suas consequências ambientais.
O texto final da unidade discute a questão ambiental e o uso social desses
materiais. Nele é abordada a questão das desigualdades sociais, mostrando que
para uma parcela da população são destinados os metais mais nobres, enquanto
a maioria acaba sofrendo as consequências mais diretas pelos problemas ambientais,
sem ter acesso aos materiais mais nobres. Por de trás dessa questão
está presente a discussão sobre quem tem se beneficiado com o desenvolvimento
tecnológico.
O tema da unidade pode ser abordado interdisciplinarmente como a História, solicitando
trabalhos dos estudantes sobre a evolução histórica do uso dos materiais e a
sua influência na cultura dos povos.
Há vídeos muito interessantes do Telecurso 2º- grau que podem auxiliar na exploração
dos aspectos químicos relativos ao conteúdo abordado.
Unidade 3 – Química para um novo mundo
A temática consolida a abordagem tecnológica das últimas unidades, que estão
centradas nos benefícios da tecnologia química. A abordagem tem como objetivo
ressaltar o potencial da Química e da tecnologia em provocar mudanças na sociedade.
Nesse sentido, é levantada a questão sobre que destino desejamos dá ao nosso futuro.
Nessa concepção apresentamos sempre a necessidade do compromisso de valores da
tecnociência com a justiça social e a necessidade do engajamento da sociedade para
conciliar desenvolvimento com compromisso socioambiental. A nossa consideração
não é apresentar uma visão maniqueísta da Química do bem e do mal. O que se
deseja é construir uma imagem de que o futuro depende dos rumos que a sociedade
está construindo e para tanto, toda a pesquisa científica deve ter um compromisso
social com os seus fins. Nesse sentido, consideramos que a participação da sociedade
é fundamental. Essa é a concepção de nossa obra, na perspectiva de formar um
cidadão crítico que possa tomar decisões que contribuam para a construção de um
novo mundo.
Na unidade, trabalha-se o tema nanotecnologia, o qual está vinculado à química
moderna. Muito importante nesta unidade apresentar o papel do químico teórico no
sentido de apontar como os rumos da própria pesquisa química estão mudando, em
que até pouco tempo era baseada quase que a partir de resultados de experimentos
em laboratórios e agora os estudos teóricos tem tido uma aplicação mais imediata e
de maior impacto no desenvolvimento de novos materiais.
É fundamental que os estudantes compreendam como a forma de pensar o mundo
está mudando em ritmo acelerado e como devemos nos situar de forma crítica
nesse processo. Aqui cabe uma retomada, por exemplo, de discussão sobre temas
como energia nuclear, suas aplicações, potencialidades e limitações, e, sobretudo, a
controvérsia de seu uso no último século. Esse tema foi discutido na segunda série,
mas caberia uma retomada de um debate mais filosófico, o que pode ser feito a partir
do objeto de aprendizagem.
60
MANUAL DO PROFESSOR

Sugestões de atividades pedagógicas
A proposta pedagógica desta obra é a diversidade de opções metodológicas, assim
no presente item são sugeridas alguns tipos de atividades pedagógicas que poderão
ser desenvolvidas em sala de aula.
Trabalhos cooperativos
As aulas de Química têm sido caracterizadas pela antiga tradição verbal de transmissão
de conhecimentos. Aplicam-se esquemas no quadro-negro e utilizam-se fórmulas
didáticas com o intuito de fazer o estudante entender a linguagem e as classificações
da Química. A isso tudo seguem-se resoluções de exercícios que envolvem
algoritmos matemáticos e a cobrança de conceitos que são mecanicamente decorados
pelos estudantes. Esses conceitos são, muitas vezes, apresentados por meio de
definições, que nem sempre proporcionam uma compreensão clara e precisa, levando
a entendimentos equivocados do conhecimento químico. Assim tem sido o ritual de
ensinar Química na escola.
Este livro pretende tratar dos conceitos da Química, ressaltando o significado científico
e o contexto tecnológico e social nos quais surgiram. A nossa meta é fornecer um
suporte para que o conhecimento seja aprendido pelo estudante de forma significativa.
E o método pressupõe o estabelecimento de relações conceituais pelos próprios estudantes,
por meio da mediação do conhecimento pelo professor, que deve explorar as
concepções prévias dos estudantes, atribuindo-lhes valor e significado.
Tendo isso como ponto de partida, para o sucesso do curso é fundamental que os professores
adotem estratégias de ensino em que haja maior interatividade entre professor
e estudantes e que as “vozes” dos estudantes sejam contempladas nas aulas. A utilização
diversificada de estratégias de ensino e recursos didáticos muito poderá contribuir para
esse processo e possibilitará uma mudança do ensino de Química, que antes era centrado
na transmissão de conteúdos e que agora busca abordagens que sejam mais inclusivas.
A adoção de dinâmicas de grupo é uma boa estratégia para aumentar a participação
dos estudantes, sobretudo nos debates dos temas em foco. Os debates poderão
ser conduzidos em duas etapas: inicialmente, os estudantes discutem as questões
propostas em pequenos grupos; numa segunda etapa, cada grupo apresenta para
toda a turma as suas respostas às questões, quando então o professor conduz o debate,
procurando confrontar as ideias diferentes, questionar alguns pontos de vista e
explorar os argumentos apresentados, de modo a ampliar a discussão.
Dinâmica semelhante poderá ser conduzida quando forem feitos experimentos.
O professor, antes de apresentar as conclusões que eram teoricamente esperadas,
deve estimular os estudantes a tirar as suas próprias conclusões e em seguida questioná-los
para verificar se estão compreendendo corretamente o que foi apresentado.
Antes de expor o conteúdo, o professor pode elaborar perguntas-chave para que
os estudantes fiquem atentos ao que será desenvolvido, e em seguida pedir uma leitura
prévia do texto. Tais estratégias auxiliam o estudante na interpretação do texto e
permitem desenvolver o conteúdo de forma interativa com a turma.
A alternância de diferentes estratégias de ensino e de recursos didáticos nas aulas
de Química, como já foi dito, contribui para os estudantes se engajarem mais intensivamente
nas aulas, participando com maior interesse. A abordagem temática é algo
que propicia o uso de diferentes estratégias.
MANUAL DO PROFESSOR
61

O que também traz excelentes resultados são as técnicas de simulação, em que os
estudantes representam papéis de diferentes personagens, como o de prefeito, líderes
comunitários, industriais, comerciantes, etc., tendo de questionar, opinar e agir como tais
pessoas agiriam em situações-problema simuladas. Isso estimula a participação efetiva
dos estudantes. Ainda nessa perspectiva podem-se promover debates em que dois blocos
diferentes defendem ideias opostas sobre o encaminhamento de possíveis soluções para
um assunto polêmico.
Visitas
A discussão dos temas das unidades torna-se mais contextualizada e enriquecida
quando são feitas visitas a indústrias, laboratórios, universidades, museus, centros
de ciência e locais da comunidade em que haja problemas ou projetos ambientais,
como rios, lixões, áreas rurais desmatadas, centros de reciclagem, reservas
florestais, etc. Tudo isso contribui para a formação de cidadãos comprometidos
com a sua comunidade.
No caso dessas visitas externas, é fundamental que elas sejam precedidas de
orientações específicas e seguidas da entrega de relatórios. Para isso, recomenda-
-se que os estudantes recebam previamente um roteiro que pode conter os seguintes
itens:
1. descrição do local, do tipo de produção ou das finalidades da instituição, quando
for o caso;
2. características ambientais, situação das instalações, tipo de instituição (empresa
governamental, de sociedade anônima, etc.), matérias-primas, aparelhagens utilizadas,
etc.;
3. observações sobre a(s) pessoa(s) que produz(em), trabalha(m) e vive(m) no local:
características da mão de obra, condições de salubridade do local, condições de
trabalho, de remuneração, etc.;
4. a maneira como se desenvolve a atividade-fim: etapas do processo produtivo ou do
processo analítico, poluição ou não do local, fontes dessa poluição; e
5. a finalidade ou consequência da atividade ou serviço desenvolvido: quem compra
o produto ou é beneficiado pelo serviço, como se controla a qualidade do produto
ou serviço, como é calculado o preço, quais os impactos para o ambiente, etc.
O importante é que as visitas tenham um caráter pedagógico, sendo seguidas de
momentos de discussão e reflexão sobre o que foi aprendido. Dessa forma, podem-se
ampliar os conhecimentos dos estudantes a respeito não só do processo de produção,
caso de uma indústria, ou das informações obtidas, mas, sobretudo, das condições de
trabalho das pessoas do local visitado e dos benefícios e problemas que a instituição
visitada tem gerado para a comunidade.
Vídeos
A reprodução de vídeos educativos é uma outra alternativa para fomentar o debate
sobre o tema em foco e enriquecer a abordagem. Vídeos e programas educativos
podem ser obtidos na programação das seguintes emissoras:
62
MANUAL DO PROFESSOR

• TV Cultura – São Paulo
• TV Escola
• TVE – Rio de Janeiro
• Rede Globo (Globo ciência, Globo Ecologia, Globo educação, Ação, Amigos da
escola, Telecurso 2000)
• TV Futura
Há também excelentes documentários produzidos pelos canais de TV por assinatura:
• Discovery Channel
• GNT
• National Geographic Channel
• Portacurtas – site de exibição e catalogação de filmes de curta metragem
Objetos de aprendizagem no computador
Objetos de aprendizagem ou Learning Objects (OAs) são recursos pedagógicos, ou
unidade de instrução, utilizáveis no computador.
Uma definição apresentada em Learning Objects Metadata Worgroup do Institute of
Electrical and Electonics Engineers (IEEE), é: "qualquer entidade, digital ou não digital,
que possa ser utilizada, reutilizada ou referenciada durante o aprendizado suportado
por tecnologias" (IEEE - 2005).
Os OAs, de modo geral, podem ser usados em diversos contextos educacionais
e em variados ambientes virtuais sob a perspectiva instrucional. Sendo assim, para
atender essa demanda eles possuem uma parte visual que possibilita a interação
com o usuário, e outras que possuem os dados referentes ao conteúdo e ao modo
de uso.
Uma característica importante dos OAs e a reusabilidade. Essa possibilidade ocorre
porque eles são armazenados em repositórios, obedecendo a uma lógica garantida pela
dinâmica tecnológica virtual de armazenamento de dados. Assim, é fácil localizá-los,
basta iniciar um processo de busca na Internet.
Sob o ponto de vista educativo podemos afirmar que esses recursos de modo
geral, possibilitam a interatividade do usuário com a atividade mobilizando aspectos
cognitivos e psicomotores a fim de favorecer o entendimento dos conteúdos
estudados.
MANUAL DO PROFESSOR
63

No ensino de ciências e, em destaque, no de Química, as características dos objetos
de aprendizagem são valiosas, pois possibilitam a observação dos fenômenos
estudados sob uma ótica "real" e visual. Sendo a Química a ciência do "invisível" a
possibilidade de interagir e enxergar uma dada situação experimental, imaginaria,
sob a forma de simulação interativa e imagética é favoravelmente estimulante para
a aprendizagem.
Como exemplo citamos a atividade que apresenta a reação em cadeia da fusão nuclear,
que é um experimento impossível de ser visualizado e realizado num laboratório
de escola. Porém, numa simulação imagética e interativa com desenhos animados
isso se torna fácil e viável.
Nesse sentido, destacamos que a utilização desses recursos didáticos podem favorecer
o estudo de diversos fenômenos que apresentam dificuldade de visualização e
ou que necessitem a apresentação dos modelos científicos explicativos.
Um ponto favorável à utilização dos objetos de aprendizagem é a facilidade de
acesso, pois esses objetos de aprendizagem estão disponíveis gratuitamente em repositórios,
ou bancos, de objetos na internet, basta fazer uma pesquisa rápida.
É importante dizer que esses recursos devem ser avaliados antes da utilização, para
tirar melhor proveito de suas capacidades instrucionais. Esse trabalho pode ser facilitado
porque cada OA possui em sua constituição o objetivo, o conteúdo instrucional e a
prática ou feedback, com testes para verificar se o usuário atingiu os objetivos propostos
na atividade.
De modo geral, esses objetos de aprendizagem foram concebidos para serem
usados numa sala de aula com a disponibilidade de computadores e com a presença
de um professor para auxiliar no decorrer da atividade. No entanto, caso o
professor queira usá-los como tarefa de casa, sob a opção de reforço, basta que
faça uma análise de sua utilização sem a necessidade de um professor. Tarefa possível
já que qualquer um, como dito antes, possui facilidade de acesso quando de
posse do endereço eletrônico.
Portal do professor do MEC
Um Portal virtual é um espaço disponível sob um endereço eletrônico na rede
internacional de comunicação, a Internet. Denomina-se Portal, por apresentar características
de recursos, dados e quantidade de informação disponível.
Existe uma infinidade de Portais educacionais, todos disponíveis sob um endereço
eletrônico. Para ter acesso, basta se conectar na Internet, utilizar um navegador como
o Internet Explorer do Windows, ou Fire Fox do Linux, ou outros similares e digitar o
endereço no espaço para navegação.
Aqui no Brasil o MEC em parceria com o Ministério da Ciência e Tecnologias disponibilizaram
um importante espaço denominado Portal do Professor.
O Portal do Professor é um espaço participativo que contêm uma infinidade de informação
pedagógica e links para diversos outros sites educacionais relevantes, como:
a Plataforma Freire; o Banco Internacional de Objetos Educacionais, (repositórios de
objetos de aprendizagem Labvirt da USP, o Rived do MEC; o Domínio Público repositório
de textos, livros, músicas, vídeos, trabalhos acadêmicos etc.; a TV Escola com
uma programação voltada para a educação dentre outros.
64
MANUAL DO PROFESSOR

Para ter acesso e este espaço siga a seguinte orientação: Conecte a Internet,
abra seu navegador de preferência, digite o endereço eletrônico http://portaldo
professor.mec.gov.br/index.html na barra de endereços, clique em enter, você terá
acesso a página inicial do Portal, faça seu cadastro e pronto desfrute de tudo que
tem direito.
Disponível em: .
Acesso em: 23 maio 2013.
Sites de pesquisa para aprofundamento de conteúdos
• Advanced Chemistry Development
Apresenta regras de nomenclatura da Iupac e alguns softwares livres específicos
para a construção de fórmulas estruturais
• Instituto de Química da USP
Apresenta centenas de links (com descrição) para sites selecionados de Química
• Biblioteca do Instituto de Química da Unicamp.
Tem catálogos on line, revistas, teses e algumas notícias da área
• Clube da Química do Departamento de Química da UFAM.
• Divisão de Ensino da Sociedade Brasileira de Química.
Disponibiliza artigos da revista Química Nova na Escola e possui seções para interação
do usuário com alguns conteúdos químicos
• Iupac (International Union of Pure and Applied Chemistry)
• Laboratório de Pesquisas em Ensino de Química da UnB.
• Revista eletrônica quinzenal sobre Ciência, essencialmente sobre Química
MANUAL DO PROFESSOR
65

Sugestões de atividades adicionais
No Portal do Professor do MEC estão disponíveis diversas sugestões de atividades
para suas aulas. Além dessas, apresentamos a seguir sugestões de que poderão ser
encontradas na internet e que enriquecerão sua pratica pedagógica no dia a dia. Apesar
de apresentarmos esta lista que, foi cuidadosamente elaborada, sugerimos que antes
da sua utilização avalie os conteúdos, para uma melhor utilização dos recursos. Todas as
atividades selecionadas possuem uma pequena descrição e foram incluídas nos tópicos,
por unidade, que se relacionam, porém, pode ser que, dado seu caráter contextual,
também contemple outros temas de igual relevância. Assim, podem ser utilizadas noutras
temáticas abordadas no livro.
Algumas pesquisas acadêmicas realizadas nos EUA entre os anos 2005 a 2012 e
chefiada pela KanAcademy, revelam que estudantes também podem, em momentos de
estudos individual, se valerem de conteúdos disponível da internet para complementar
seus saberes. Esta nova abordagem baseia-se no fato de que é preciso desenvolver
autonomia para aprender, requisito básico para um pleno desenvolvimento acadêmico.
Estas pesquisas também revelam que os estudantes de diferentes etapas se adaptam
muito bem com as instruções on-line, pois já possuem familiaridade com as mídias.
Sendo assim, orientar os estudantes a participarem de atividades interativas de aprendizagem
on-line pode ser uma alternativa bastante produtiva, visto que em diferentes
momentos possuem familiaridade com a mídia. Assim, sugerirmos que, sempre que
possível, incentive seus estudantes a se valerem desta tabela para acessarem os conteúdos
disponíveis, não só na escola, mas em casa ou outro local.
Destacamos também que esta lista é somente um pequeno apanhado do que se
tem feito nos últimos anos, relacionados ao ensino de ciências, e que vários links aqui
disponibilizados fazem parte de repositórios de outros objetos de semelhante valor
pedagógico. É aconselhável, portanto, que se pesquise outras sugestões de atividades
e outros repositórios que não mencionamos aqui.
Unidade 1 – A Química em nossas vidas
Filme: A história dos cosméticos
Duração: 8min18 - legendado.
Mais um excelente trabalho do website StoryofStuffs, mostrando a nocividade dos
cosméticos que são usados freqüentemente por todos nós e que quase nunca são testados
devidamente.
Vídeo: Sobre reciclagem de plástico rígido da CEMPRE. Org.
Apresentação de processos variados de tratamento do plástico reciclável. Excelente
abordagem temática.
Filme: Tudo se Transforma – História da Química Bioquímica. Elaborado pela
PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento
da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
66
MANUAL DO PROFESSOR

que tem duração de 13min aproximadamente aborda o tema moléculas orgânicas e os
processos químicos no corpo humano, carboidratos, proteínas, aminoácidos.
Filme: Tudo se Transforma – Combustíveis – Petróleo. Elaborado pela PUC Rio em
parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
que tem duração de 13min aproximadamente aborda o tema petróleo e suas aplicações
na sociedade moderna.
Entrevista: Conversa Periódica – Substâncias Psicotrópicas Substancias químicas e
Sistema Nervoso. Elaborado pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo
Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
que tem duração de 10min aproximadamente aborda o tema sistema nervoso e a ação
de drogas psicotrópicas, com simulações e infográficos de fácil entendimento. Parte 1.
Entrevista: Conversa Periódica – Substâncias Psicotrópicas Substancias químicas e
Sistema Nervoso. Elaborado pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo
Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino de
Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme que tem
duração de 10min aproximadamente aborda o tema sistema nervoso e a ação de drogas
psicotrópicas, cigarro e drogas e álcool com simulações e infográficos de fácil entendimento.
Animação: Carbono tetraédrico
A animação permite ao aluno visualizar a tetravalência do carbono, ou seja, de que
forma ele pode fazer quatro ligações; mostra também suas posições no espaço, fato que
é difícil de ser explicado aos estudantes.
Vídeo aula: Aí tem química! Importantes Grupos de Compostos - Química Orgânicas
- O episódio - Química Orgânica - Importantes Grupos de Compostos é parte do
programa - Aí tem química!
Através de situações baseadas em diferentes aspectos da realidade de estudantes de
Ensino Médio, mesmo daqueles que vivem em localidades distantes dos grandes centros
urbanos. Ao longo do episódio são apresentados diversos conceitos relacionados
ao conteúdo Química Orgânica.
MANUAL DO PROFESSOR
67

Vídeo aula: Aí tem química! Importantes Grupos de Compostos – Combustíveis não
renováveis. O episódio - Combustíveis Não Renováveis é parte do Programa
Ao longo do episódio são apresentados diversos conceitos relacionados a importância
do petróleo como fonte de combustível e da matéria prima, e, ao final, é apresentada
uma breve recapitulação do conteúdo abordado ao longo do episódio, o que permite
com que os espectadores façam as conexões entre os diversos pontos abordados ,encadeando
as ideias de forma que haja verdadeiramente uma aprendizagem. O tempo de
apresentação do episódio é de 10 minutos
Vídeo aula: Aí tem Química! Combustíveis – Álcool - O episódio - Funções Inorgânicas
- Combustíveis: Renováveis - Álcool é parte do programa - Aí tem Química !
Através de situações baseadas em diferentes aspectos da realidade de estudantes
de Ensino Médio, mesmo daqueles que vivem em localidades distantes dos grandes
centros urbanos. Ao longo do episódio são apresentados diversos conceitos relacionados
ao conteúdo Química Inorgânica e, ao final, é apresentada uma breve recapitulação
do conteúdo abordado ao longo do episódio, o que permite com que os espectadores
façam as conexões entre os diversos pontos abordados, encadeando as ideias de forma
que haja verdadeiramente uma aprendizagem. O tempo de apresentação do episódio
é de 10 minutos.
Aulas interativas conteúdos variados
Opção interessante que tem sido bastante pesquisada nos centros acadêmicos do
mundo inteiro como aulas de reforço, é a experiência de mini aulas que variam de 1 a
10min, elaboradas pela Academia Kan, ou KanAcadey. No Brasil recentemente estas
aulas foram traduzidas para o português, pela fundação Lemann e estão num repositório
onde o MEC é parceiro. Basta selecionar o assunto clicar na aula que quer assistir.
Sugerimos que o professor assista o conteúdo das aulas antes de fazer a indicação para
seus alunos. Acesse a lista completa no endereço:
Experimentos filmados: Ponto Ciência
O ponto Ciências é um projeto pioneiro no ensino de Ciências da UFMG, o qual apresenta
diversos títulos de experimentos de Química, Física, Biologia, num repositório on-line,
onde estudantes e professores podem ter acesso ao experimento e as explicações científicas
dos fenômenos observados. Ao acessar o endereço eletrônico escolha o experimento
que melhor atende suas necessidades.
Objetos de aprendizagem: LabVirt – Laboratório Didático Virtual da USP – Universidade
de São Paulo
É um repositório virtual – com diversas simulações, objetos educacionais, interativos,
elaborados a partir de conteúdos diversificados e contextuais de ciências. Ao acessar o
endereço eletrônico escolha entre os diversos títulos àquele que melhor atende suas
necessidades.
68
MANUAL DO PROFESSOR

Unidade 2 – Metais, pilhas e baterias
Filme: A História dos eletrônicos, filme documentário do website StoryofStuffs
Duração: 8min – legendado.
O filme mostra como funciona o modo de produção das indústrias, a composição
tóxica dos materiais e como estes são feitos para serem descartados provocando
contaminação ambiental. Excelente abordagem temática.
Experimento: Oxidação de Metais – Revista Química Nova na Escola.
Este artigo relata um experimento simples realizado com material de fácil aquisição
e usado para ilustrar o fenômeno da oxidação dos metais. A experiência permite assimilar
os conteúdos de oxirredução, por meio da criação de quadros. Os quadros permitem
discutir a reatividade, bem como os conceitos de oxirredução do ferro, cobre e outros
metais. Essa metodologia foi empregada no Ensino Médio da rede pública, para a conceituação
do tema Eletroquímica, tendo despertado um maior interesse e atenção por
parte dos alunos, suscitando discussões enriquecedoras sobre o tema.
Simulação: Balanceando a equação
Simulação onde ocorre a interação com um professor virtual que ajuda a realizar
balanceamentos de equações químicas.
Objeto de aprendizagem: A pilha de Daniel
O objeto trabalha com a representação do processo de oxidaçãorredução, seus potenciais
e a energia obtida na reação pelo aluno ao manipular a simulação de uma pilha. O
aprendiz poderá analisar o valor da corrente, o sentido ao qual a concorrente percorrerá,
e qual elemento químico sofrerá aumento e qual sofrerá diminuição na sua massa.
Entrevista: Conversa Periódica – Pilhas e baterias, reações espontâneas de
oxidorredução. Elaborado pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo
Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino de
química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme que
tem duração de 13min aproximadamente aborda os temas de Física e Química: pilhas e
baterias, carros elétricos, células de combustível, reações de oxidorredução e a geração
de energia elétrica, com experimentação, simulações e infográficos de fácil entendimento.
Objetos Interativos de Aprendizagem
A universidade do Colorado promove o PhET – um repositório de simulações
interativas de Física, Biologia, Química e Matemática. Algumas são traduzidas para
o português, o professor pode obter a lista completa no endereço eletrônico abaixo
e selecionar aquelas que melhor lhe convier. Sugerimos que o professor teste cada
uma antes de fazer a indicação para seus alunos.
MANUAL DO PROFESSOR
69

Entrevista: Conversa Periódica : Pilhas e baterias, reações não espontâneas de oxirredução.
Elaborado pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional
de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo
o filme que tem duração de 10min aproximadamente aborda os temas de Física e
Química: eletrólise, eletro deposição, o banho de metais, a douração, com experimentos,
simulações e infográficos de fácil entendimento.
Filme: Tudo se Transforma, Metais , Metais. Elaborado pela PUC Rio em parceria com
o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
que tem duração de 13min. Aborda o tema metais, ligações metálicas e outros assuntos
relacionados.
Entrevista: Conversa Periódica – Pilhas e baterias, reações não espontâneas de
oxirredução. Elaborado pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional
de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao
ensino de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado
abaixo o filme que tem duração de 13min aproximadamente aborda os temas de
Física e Química: eletrólise, eletrodeposição, o banho de metais, a douração, com
experimentos, simulações e infográficos de fácil entendimento.
Filme: Tudo se Transforma, Pilhas e Baterias. Elaborado pela PUC Rio em parceria
com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
que tem duração de 13min aproximadamente aborda o assunto baterias e pilhas são
abordados explicando o tema eletricidade.
Entrevista: Conversa Periódica – Pilhas e baterias, corrosão. Elaborado pela PUC Rio
em parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo
o filme que tem duração de 12min aproximadamente aborda os temas de Física e
Química: reações de oxidação, a ferrugem, a corrosão, galvanização, com experimentos,
simulações e infográficos de fácil entendimento.
70
MANUAL DO PROFESSOR

Filme: Tudo se Transforma, Ligações Químicas. Elaborado pela PUC Rio em parceria
com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo o filme
que tem duração de 13min.
Aproximadamente aborda o tema ligações químicas explicando os conceitos de elemento
químico, substâncias e moléculas.
Experimentos filmados: Ponto Ciência
O ponto Ciências é um projeto pioneiro no ensino de ciências da UFMG, o qual
apresenta diversos títulos de experimentos de Química, Física, Biologia, num repositório
on-line, onde estudantes e professores podem ter acesso ao experimento e as
explicações científicas dos fenômenos observados. Ao acessar o endereço eletrônico
escolha o experimento que melhor atende suas necessidades.
Objetos virtual de aprendizagem: LabVirt – Laboratório Didático Virtual da USP - Universidade
de São Paulo
É um repositório virtual – com diversas simulações, objetos educacionais, interativos,
elaborados a partir de conteúdos diversificados e contextuais de ciências. Ao acessar
o endereço eletrônico escolha entre os diversos títulos àquele que melhor atende suas
necessidades.
Unidade 3 – Química para um novo mundo
Objetos Interativos de Aprendizagem
A universidade do Colorado promove o PhET – um repositório de simulações interativas
de Física, Biologia, Química e Matemática. Algumas são traduzidas para o português,
o professor pode obter a lista completa no endereço eletrônico abaixo e selecionar
aquelas que melhor lhe convier. Sugerimos que o professor teste cada uma antes
de fazer a indicação para seus alunos.
Filme: Tudo se transforma, Estrutura Atômica, Enxergando o Invisível. Elaborado
pela PUC Rio em parceria com o MEC e o MIT e o fundo Nacional de Desenvolvimento
da Educação.
Este filme integra uma série de 6 programas de 120 episódios dedicados ao ensino
de Química. Todos com altíssima qualidade de uso. No endereço linkado abaixo
o filme que tem duração de 13min aproximadamente aborda a temática modelos
atômicos e estrutura atômica pela experimentação e as propriedades dos materiais,
teste das chamas, modelo quântico para o átomo.
MANUAL DO PROFESSOR
71

Objetos Interativos de Aprendizagem
A universidade do Colorado promove o PhET – um repositório de simulações
interativas de Física, Biologia, Química e Matemática. Algumas são traduzidas
para o português, o professor pode obter a lista completa no endereço eletrônico
abaixo e selecionar aquelas que melhor lhe convier. Sugerimos que o professor
teste cada uma antes de fazer a indicação para seus alunos.
Aulas interativas conteúdos variados
Opção interessante que tem sido bastante pesquisada nos centros acadêmicos do
mundo inteiro como aulas de reforço, é a experiência de mini aulas que variam de 1
a 10min, elaboradas pela Academia Kan, ou KanAcadey. No Brasil recentemente estas
aulas foram traduzidas para o português, pela fundação Lemann e estão num repositório
onde o MEC é parceiro. Basta selecionar o assunto clicar na aula que quer assistir.
Sugerimos que o professor assista o conteúdo das aulas antes de fazer a indicação para
seus alunos. Acesse a lista completa no endereço:
Experimentos filmados: Ponto Ciência
O ponto Ciências é um projeto pioneiro no ensino de ciências da UFMG, o qual
apresenta diversos títulos de experimentos de química, física, biologia, num repositório
on-line, onde estudantes e professores podem ter acesso ao experimento e as explicações
científicas dos fenômenos observados. Ao acessar o endereço eletrônico escolha o
experimento que melhor atende suas necessidades.
Objeto de aprendizagem: LabVirt – Laboratório Didático Virtual da USP – Universidade
de São Paulo.
É um repositório virtual – com diversas simulações, objetos educacionais, interativos, elaborados
a partir de conteúdos diversificados e contextuais de ciências. Ao acessar o endereço
eletrônico escolha entre os diversos títulos àquele que melhor atende suas necessidades.
Anotações
72
MANUAL DO PROFESSOR

Referências bibliográficas para aprofundamento
Unidade 1 – A Química em nossas vidas
BAGATIN, O.; SIMPLÌCIO, F. I.; SANTIN, S. M. de O.; SANTIN-FILHO, O. Rotação da Luz
Polarizada por Moléculas Quirais: Uma Abordagem Histórica com Proposta de Trabalho
em Sala de Aula. Química Nova na Escola, n. 21, p. 34-38, maio 2005.
BARBOSA, B. A. ; SILVA, R.R. Xampu. Química Nova na Escola. São Paulo. n. 2,
nov. 1995.
BARREIRO, E. J. Sobre a química dos remédios, dos fármacos e dos medicamentos. Cadernos
temáticos de Química Nova na Escola, n. 3, p. 4-9, maio 2001.
BARREIRO, E. J.; FRAGA, C. A. M.; MENEGATTI, R. A importância da síntese de fármacos.
Cadernos temáticos de Química Nova na Escola, n. 3, p. 16-22, maio 2001.
BESSA, R. C. A tradução de rótulos de comestíveis e cosméticos. Brasília, Plano Editora,
2003.
BITTENCOURT-FILHA, A. M. B.; COSTA, V. G.; BIZZO, H. R. Avaliação da qualidade do detergente
a partir do volume de espuma formada. Química Nova na Escola. São Paulo.
n. 9, maio 1999.
BORGES, L. D.; MACHADO, P. F. L. Lavagem a Seco. Química Nova na Escola, vol. 35, n.
1, p. 11-18, fev. 2013.
BRAATHER, C. Hálito culpado: o princípio químico do bafômetro. Química Nova na Escola,
n. 5, maio 1997.
CALIXTO, C. M. F.; CAVALHEIRO, E. T. G. Penicilina: Efeito do Acaso e Momento Histórico
no Desenvolvimento Científico. Química Nova na Escola, vol. 34, n. 3, p. 118-123, agosto
2012.
CANGEMI, J. M.; SANTOS, M. de; CLARO-NETO, S. Poliuretano: De Travesseiros a Preservativos,
um Polímero Versátil. Química Nova na Escola, vol. 31, n. 3, p. 159-164, agosto
2009.
CANGEMI, J. M.; SANTOS, M. de; CLARO-NETO, S. A Revolução Verde da Mamona. Química
Nova na Escola, vol. 32, n. 1, p. 3-8, fev. 2010.
CANTO, Eduardo Leite, Plástico – Bem supérfluo ou mal necessário? São Paulo, Moderna,
1996
CASTRO LIMA, M. E. de; SILVA, N. S. da. Estudando os plásticos. Química Nova na Escola,
n. 5, p. 6-10, maio 1997.
CASTRO, N.; SETTI, A. A., FARIA, S. C. A questão ambiental. O que todo empresário precisa
saber. Brasília, Editora Sebrae, 1996.
CHIAVENATO, J. J. Ética globalizada & sociedade de consumo. São Paulo, Moderna,
1998.
MANUAL DO PROFESSOR
73

CORREIA, P. R. M.; DAZZANI, M.; MARCONDE, M. E. R.; TORRES, B. B. A bioquímica como
ferramenta interdisciplinar: Vencendo o desafio da integração de conteúdos no Ensino
Médio. Química Nova na Escola, n. 19, p. 19-23, maio 2004.
COSTA, T. S.; ORNELAS, D. L.; GUIMARÃES, P. I. C.; MERÇON, F. Confirmando a esterificação
de Fischer por meio dos aromas. Química Nova na Escola, n. 19, p. 36-38, maio
2004.
COTRIM, B. C. Drogas: mitos e verdades. São Paulo, Ática, 1997.
CURI, D. Polímeros e Interações Intermoleculares. Química Nova na Escola, n. 21, p.
19-22, maio 2006.
DE PAOLI, M. A. Plásticos inteligentes. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola,
n. 2, p. 5-8, maio 2001.
DIAS, S. M.; SILVA, R. R. Perfumes: uma química inesquecível. Química Nova na Escola,
n. 4, nov. 1996.
FAEZ, R.; MARTINS, C. R.; FREITAS, P. S. de; KOSIMA, O. K.; RUGGERI, G.; PAOLI, M. A. de.
Polímeros condutores. Química Nova na Escola, n. 11, p. 13-18, maio 2000.
FERREIRA, E.; MONTES, R. A química da produção de bebidas alcoólicas. Química Nova
na Escola, n. 10, nov. 1999.
FERREIRA, V. F.; SILVA, F. C. Metátese em Síntese Orgânica e o Prêmio Nobel de Química
de 2005: Do Plástico à Indústria Farmacêutica. Química Nova na Escola, n. 22. nov.
2005.
FILHO, Ciro Marcondes. Sociedade Tecnológica. São Paulo, Scipione, 1994.
FRANCHETTI, S. M. M.; MARCONATO, J. C. A importância das propriedades físicas dos
polímeros na reciclagem. Química Nova na Escola, n. 18, p. 42-425, nov. 2003.
FRANCISO-JÚNIOR, W. E. Carboidratos: Estrutura, Propriedades e Funções. Química
Nova na Escola, n. 29, ago. 2008.
____. Polímeros superabsorventes e as fraldas descartáveis: um material alternativo
para o ensino de polímeros. Química Nova na Escola, n. 15, p. 42-44, maio 2002.
HELENE, M. E. M. Ciência e tecnologia: de mãos dadas com o poder. São Paulo, Moderna,
1996.
HELENE, M. E. M.; BICUDO M. B. Sociedades Sustentáveis. São Paulo, Scipione, 2003.
KUPSTAS, M. (org.) Ciência e tecnologia em debate. São Paulo, Moderna, 1998.
LAUTHARTTE, L. C.; FRANCISCO-JÚNIOR, E. Bulas de Medicamentos, Vídeo Educativo e
Biopirataria: Uma Experiência Didática na Amazônia. Química Nova na Escola, vol. 33,
n. 3, p. 178-184, agosto 2011.
LEAL, M. C.; ARAÚJO, D. A. de; PINHEIRO, P. C. Alcoolismo e Educação Química. Química
Nova na Escola, vol. 34, n. 2, p. 58-66, maio 2012.
74
MANUAL DO PROFESSOR

LEAL, R. C.; MOITA-NETO, J. M. Amido: Entre a Ciência e a Cultura. Química Nova na
Escola, vol. 35, n. 2, p. 75-78, maio 2013.
LIMA, M. E. C. C.; SILVA, N. S. Estudando plásticos: tratamento do problema autêntico no
ensino de Química. Química Nova na Escola, n. 5, maio 1997.
LISBÔA, J. C. F.; BOSSOLANI, M. Tipos de leite, substâncias estranhas e obtenção de
plásticos. Química Nova na Escola, n. 6, nov. 1996.
LOPES, C. Cara a cara com as drogas. Rio Grande do Sul, Sulina, 1997.
LUFTI, M. Cotidiano e educação em química: os aditivos em alimentos como proposta
para o ensino de Química no segundo grau. Ijuí, Unijuí, 1988.
MARTINS, A. B.; SANTA MARIA, L. C.; AGUIAR, M. R. M. R. As drogas no ensino de Química.
Química Nova na Escola, n. 18, p. 18-21, nov. 2003.
MERÇON, F. O que é uma Gordura Trans? Química Nova na Escola, vol. 32, n. 2, p. 78-
83, maio 2010.
NARCISO Jr, J.L JORDÃO, M.P.; Petróleo: o ouro preto. Ed. do Brasil, 2008
NETO Egídio Trambaiolli. Alimentos em pratos limpos, 14 ed. São Paulo, Atual, 1994.
OLIVEIRA, R. O. de; MARIA, L. C. de S.; MERÇON, F.; AGUIAR, M. P. de. Preparo e Emprego
do Reagente de Benedict na Análise de Açúcares: Uma Proposta para o Ensino de Química
Orgânica. Química Nova na Escola, n. 23, p. 41 e 42, maio 2006.
OWEN, R. F. Química de los Alimentos. Espanha, Editorial Acribia, 1993.
PAMPLONA, M. A.; SOUZA, M. H. S.; RIOS, M. A. T; SCLIAR, M. Mosaico – Saúde Pública:
história, políticas e revoltas. São Paulo, Scipione, 2000.
PAZINATO, M. S.; et alli. Uma Abordagem Diferenciada para o Ensino de Funções Orgânicas
através da Temática Medicamentos. Química Nova na Escola, v. 34, n. 1, fev. 2012.
PEIXOTO, E. M. A. Carbono. Química Nova na Escola, n. 5, maio 1995.
PEREIRA, R. C. C.; MACHADO, A. H.; SILVA, G, G. (Re)Conhecendo o PET. Química Nova
na Escola, n. 15, maio 2002.
RIBEIRO, E. M. F.; MAIA, J. O.; WARTHA, E. J. As Questões Ambientais e a Química dos
Sabões e Detergentes. Química Nova na Escola, v. 32, n. 3, ago. 2010.
ROCHA-FILHO, R. C. Os fulerenos e sua espantosa geometria molecular. Química Nova
na Escola, n. 4, nov. 1996.
RODRIGUES, J. R.; AGUIAR, M. R. M. P.; SANTA MARIA, L. C. Uma abordagem alternativa
para o ensino da função álcool. Química Nova na Escola, n. 12, nov. 2000.
RODRIGUES, R. da S.; SILVA, R. R. A História sob o Olhar da Química: As Especiarias e sua
Importância na Alimentação Humana. Química Nova na Escola, vol. 32, n. 2, p. 84-89,
maio 2010.
MANUAL DO PROFESSOR
75

ROCHA-FILHO, R. C. Nobel 2000. Polímeros condutores: descoberta e aplicações. Química
Nova na Escola, n. 12, p. 11-4, nov. 2000.
RODRIGUES, C. R. Processos modernos no desenvolvimento de fármacos: modelagem
molecular. Cadernos temáticos de Química Nova na Escola, n. 3, p. 43-9,
maio 2001.
RODRIGUES, J. A. R. Recomendações da Iupac para moléculas orgânicas. Química Nova
na Escola, n. 13, p. 22-28, maio 2001.
RODRIGUES, R. M. Vida e Alimentos. São Paulo, Moderna, 1994.
SALVADOR, E.; USBERCO, J.; BENABOU, J. E. A composição dos alimentos. São Paulo,
Saraiva, 1996.
SANTOS, A. S. dos; SILVA, G. G. O Tênis Nosso de Cada Dia. Química Nova na Escola, vol.
31, n. 2, p. 67-75, maio 2009.
SILVA, A. M. da; FÁTIMA, A. de; JÚNIOR, S. S. M.; BRASTHEN, P. C. Plásticos: modele você
mesmo. Química Nova na Escola, n. 13, p. 47-9, maio 2001.
SILVA, G. G.; MACHADO, A. H.; PEREIRA, R. de C. C. (Re) Conhecendo o PET. Química
Nova na Escola, n. 15, p. 3-5, maio. 2002.
SILVA, P. B. da; AGUIAR, L. H.; MEDEIROS, C. F. O papel do professor na produção de
medicamentos fitoterápicos. Química Nova na Escola, n. 11, p. 19-23, maio 2000.
SILVA, R. M. G.; FURTADO, T. de F. Diet ou Light: Qual é a diferença? Química Nova na
Escola, n. 21, p. 14-16, maio 2005.
SIMÃO, A. M. Aditivos para alimento sob o aspecto tecnológico. São Paulo, Nobel, 1985.
SOCIEDADE BRASILEIRA PARA O PROGRESSO DA CIÊNCIA. Medicamentos: a indústria
farmacêutica e as patentes. Ciência Hoje, v. 15, n. 89, abr. 1993.
STRAZZACAPPA, C.; MONTANARI, V. Globalização: o que é isso afinal? São Paulo, Moderna,
2003.
THIS, E. Um cientista na cozinha. São Paulo: Ática, 1999.
TIBA, I. 123 respostas sobre as drogas. São Paulo, Scipione, 1999.
WAN, E.; GALEMBECK, E.; GALEMBECK, F. Polímeros sintéticos. Cadernos temáticos de
Química Nova na Escola, n. 2, p. 5-8, maio 2001.
WOLKE, R. L. O que Einstein disse a seu cozinheiro. Rio de Janeiro, Editora Jorge Zahar,
2003.
Unidade 2 – Metais, pilhas e baterias
AFONSO, J. C.; BUSNARDO, N. G. Baterias de lítio: novo desafio para reciclagem. Ciência
Hoje, v. 35, n. 205, jul. 2004.
76
MANUAL DO PROFESSOR

BARBOSA, A. C.; SOUZA, J. R. Contaminação por mercúrio e o caso da Amazônia. Química
Nova na Escola, n. 12, p. 34-8, nov. 2000.
BECKOUCHE, P. Indústria um só mundo. São Paulo, 1998
BOCCHI, N.; FERRACIN, L. C.; BIAGGIO, S. R. Pilhas e baterias: funcionamento e impacto
ambiental. Química Nova na Escola, n. 11, p. 3-9, maio 2000.
CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais – De onde vêm? Para onde vão? São Paulo,
Moderna, 1996.
CHAGAS, P. A.; A História e a Química do fogo. Editora Átomo, 2008
ESPERIDIÃO, I. M.; NÓBREGA, O. Os Metais e o Homem. São Paulo, Ática, 1996.
FERRARO, N. G. Eletricidade – História e aplicações. São Paulo, Moderna, 1997.
FRANCISCO-JÚNIOR, W. E.; DOCHI, R. S. Um Experimento Simples Envolvendo Óxido-
-Redução e Diferença de Pressão com Materiais do Dia-a-Dia. Química Nova na Escola,
n. 23, p. 49-51, maio 2006.
GONZÁLEZ, E. R.; TICIANELLI, E. A.; VILLULLAS, M. H. Células a combustível: energia limpa
a partir de fontes re-nováveis. Química Nova na Escola, n. 15, p. 28-34, maio 2002.
HIOKA, N.; FILHO, O. S.; MENESES, A. J.; YONEHA-RA, F. S.; BERGAMASKI, K.; PEREIRA,
R. V. Pilhas de Cu/Mg construídas com materiais de fácil obtenção. Química Nova na
Escola, n. 11, p. 40-4, maio 2000.
HIOKA, N.; MAIONCHI, F.; RUBIO, D. A. R.; GOTO, P. A.; FERREIRA, O. P. Pilhas modificadas
empregadas no acendimento de lâmpadas. Química Nova na Escola, n. 8, p. 36-38,
nov. 1998.
IBANEZ, J. G. Saneamento ambiental por métodos eletroquímicos: I- tratamento de soluções
aquosas. Química Nova na Escola, n. 15, maio 2002.
LACERDA, L. D.; MENESES, C. L. O mercúrio e a contaminação de reservatórios no Brasil.
Ciência Hoje, v. 19, n. 110, p. 34-9, 1995.
LIMA, V. F.; MERÇON, F. Metais Pesados no Ensino de Química. Química Nova na Escola,
vol. 33, n. 4, p. 199-205, nov. 2011.
LOPES, A. R. C. Potencial de redução e eletronegatividade: obstáculo verbal. Química
Nova na Escola, n. 4, p. 22-23, nov. 1996.
LUFTI, M. Os ferrados e os cromados: produção social e apropriação privada do conhecimento
químico. Ijuí, Ed. Unijuí, 1992.
MARCONATO, J. C.; BIDÓIA, E. D. Potencial de eletrodo: uma medida arbitrária e relativa.
Química Nova na Escola, n. 17, p. 46-9, maio 2003.
MEDONÇA, R. J.; CAMPOS, A. F.; JÓFILI, Z. M. S. O conceito de oxidação-redução nos
livros didáticos de Química Orgânica do Ensino Médio. Química Nova na Escola, n. 20,
p. 45-48, nov. 2004.
MANUAL DO PROFESSOR
77

MERÇON, F.; GUIMARÃES, P. I. C.; MAINIER, F. B. Corrosão: um exemplo usual de fenômeno
químico. Química Nova na Escola, n. 19, p. 11-4, maio 2004.
MERÇON, F.; GUIMARÃES, P. I. C.; MAINER, F. B. Sistemas Experimentais para o Estudo
da Corrosão em Metais. Química Nova na Escola, v. 33, n. 1, fev. 2011.
OKI, M. da C. M. Eletricidade e a Química. Química Nova na Escola, n. 12, p. 12-14, nov.
2000.
PALÁCIO, S. M.; CUNHA, M. B. de; ESPINOZA-QUIÑONES, F. R.; NOGUEIRA, D. A. Bioensaio
para Sala de Aula. Química Nova na Escola, vol. 35, n. 2, p. 79-83, mai. 2013.
PALMA, M. H. C.; TIERA, V. A. O. Oxidação de metais. Química Nova na Escola, n. 18, p.
52-54, nov. 2003.
SARTORI, E. R.; BATISTA, E. F.; FATIBELLO-FILHO, O. Escurecimento e Limpeza de Objetos
de Prata – Um Experimento Simples e de Fácil Execução Envolvendo Reações de
Oxidação-Redução. Química Nova na Escola, n. 30, p. 61-65, nov. 2008.
SARTORI, E. R.; SANTOS, V. B. dos; TRENCH, A. B.; FATIBELLO-FILHIO, O. Construção de
uma Célula Eletrolítica para o Ensino de Eletrólise a Partir de Materiais de Baixo Custo.
Química Nova na Escola, vol. 35, n. 2, p. 107-111, maio 2013.
SOUZA, E. T. de; SOUZA, C. A. de; MAINIER, F. B.; GUIMARÃES, P. I. C.; MERÇON, F. Corrosão
de Metais por Produtos de Limpeza. Química Nova na Escola, n. 26, p. 44-46, nov.
2007.
TOLENTINO, M.; ROCHA-FILHO, R. C. O bicentenário da invenção da pilha elétrica. Química
Nova na Escola, n. 11, p. 35-9, maio 2000.
VANIN, J. A. Há 200 anos era inventada a pilha: uma descoberta eletrizante. Ciência
Hoje, v. 26, n. 155, nov. 1999.
VAZ, E. L. S.; CODARO, E. N.; ASSIS, A. Análise Experimental da Resistência à Corrosão
e da Velocidade de Corrosão: Uma Proposta Pedagógica. Química Nova na Escola, vol.
33, n. 1, p. 61-64, fev. 2011.
VERANI, C. N.; GONÇALVES, D. R; NASCIMENTO, M. G. Sabões e detergentes como tema
organizador de aprendizagens no Ensino Médio. Química Nova na Escola, n. 12, nov.
2000.
Unidade 3 – Química para um novo mundo
BUONAMO, V.; FARIAS, R. H. A. Mecânica quântica: um desafio à intuição. Ciência Hoje,
v. 14, n. 83, p. 17-26, ago. 1992.
78
MANUAL DO PROFESSOR

COLNAGO, L. A.; ALMEIDA, F. C. L.; VALENTE, A. P. Espectrometria de massa e RMN
multidimensional e multinuclear: revolução no estudo de macromoléculas biológicas.
Química Nova na Escola, n. 16, nov. 2002.
DUARTE, H. A. Carga Nuclear Efetiva e suas consequência para a Compreensão da Estrutura
Eletrônica dos Átomos. Química Nova na Escola, n. 17, maio. 2003.
GILMORE, R. Alice no país do quantum. Rio de Janeiro, IF/UFRJ, 1998.
MARTINS, B.J.; A História do Átomo - de Demócrito aos Quarks. Ed Ciência Moderna,
2008.
MONTANARI, V. CUNHA, P.; Nas ondas da luz, 3. ed. Ed. Moderna, 2008
MONTANARI, V.; Viagem ao interior da matéria, 13. ed. Atual Editora, 2008
NERY, A. L. P.; FERNANDEZ, C. Fluorescência e estrutura atômica: experimentos simples
para abordar o tema. Química Nova na Escola, n. 19, p. 39-42, maio 2004.
PEREIRA, F. D.; HONÓRIO, K. M.; SANNOMIYA, M. Nanotecnologia: Desenvolvimento de
Materiais Didáticos para uma Abordagem no Ensino Fundamental. Química Nova na
Escola, v. 32, n. 2, p. 73-77, ago. 2010.
REBELLO, G. A. F.; ARGYROS, M. M., LEITE, W. L. L.; SANTOS, M. M.; BARROS, J. C.; SAN-
TOS, P. M. L.; SILVA, J. F. M. Nanotecnologia, um tema para o Ensino Médio utilizando a
abordagem CTSA. Química Nova na Escola, v. 34, n. 1, p. 3-9, fev. 2012.
SILVA, S. L. A., VIANA, M. M.; MOHALLEM, N. D. S. Afinal, o que é Nanociência e Nanotecnologia?
Uma abordagem para o Ensino Médio. Química Nova na Escola, v. 31, n. 3,
p. 172-178, ago. 2009.
TOMA, H. E. A Nanotecnologia das Moléculas. Química Nova na Escola, n. 21, p. 3-9,
mai. 2005.
SOARES, T.P. O mundo das cores. 5. ed. São Paulo: Moderna, 2008.
TOMA, H. E. A Nanotecnologia das Moléculas. Química Nova na Escola, n. 21, p. 3-9,
maio 2005.
TOMA, H. E. Ligação química: abordagem clássica ou quântica. Química Nova na Escola,
n. 6, p. 8-12, nov. 1997.
MANUAL DO PROFESSOR
79

5
Resolução
dos exercícios
Unidade 1
Capítulo 1
Debata e entenda
pág. 16
1. a) O avanço da tecnologia pode desenvolver técnicas, tratamentos e medicamentos para tratar doenças ou
desenvolver alimentos, vestimentas e novos materiais que favorecem a melhoria da qualidade de vida das
pessoas, o que, de certa forma, também contribui para a longevidade.
b) Como expressão, seria para quem ama bonito sempre será, mas no caso da alimentação o importante não
é a beleza do prato, mas sim o valor nutricional dos alimentos.
2. A sociedade coloca em debate duas grandes questões: o direito à vida, que se constitui o direito universal
básico, e a mercantilização, ou seja, a parte comercial.
Essas questões se põem, uma vez que o princípio básico da cidadania está fundamentado na defesa do direito
à vida e na proibição de qualquer ação que venha colocá-la em risco. Assim, o acesso às novas tecnologias da
engenharia genética pode ser visto como defesa à vida daqueles que vão se beneficiar dela. Por outro lado,
dada à incerteza inerente a todo modelo científico, os seus resultados podem também provocar riscos à vida
das pessoas envolvidas no processo. Nesse caso, a utilização de tecnologias cujos resultados ainda não podem
ser respondidos categoricamente pode provocar riscos à vida. Esse é um grande debate ético que precisa ser
levado em conta na discussão de toda e qualquer tecnologia, pois a sua resposta não pode se restringir à análise
técnica.
3. Sim, podemos conciliar as nossas ações de bem-estar, prazer, saúde e o meio ambiente, para tanto basta escolhermos
os produtos que iremos utilizar, os cosméticos, os nossos alimentos, os medicamentos, enfim tudo
aquilo que necessitamos sem agredirmos o meio ambiente e utilizarmos os produtos de empresas que têm
uma preocupação constante com o meio ambiente. Temos que ser consumidores conscientes, pois somente
assim os empresários do mundo terão uma preocupação com o meio ambiente.
4. A manipulação genética da vida desviou as discussões para uma nova área do conhecimento, a bioética, que é,
hoje, o campo de reflexões das questões polêmicas levantadas pelas novas biotecnologias. O interesse por esse
tema foi bastante acelerado, principalmente depois que se decifrou o código genético e percebeu-se que havia
novos recursos para a manipulação científica da natureza. A bioética tem seu estudo para além da área médica
permeando outros campos como a psicologia, a antropologia, o direito, a biologia, a ecologia, a sociologia, a
tecnologia, a filosofia, etc.
5. Não, o envelhecimento é um processo natural, as novas tecnologias nos cosméticos podem contribuir para um
retardamento do envelhecimento, porém nada é eterno.
80
MANUAL DO PROFESSOR

6. A química auxilia na otimização dos cosméticos. A beleza é determinada pelo grupo em que vivemos, portanto
o padrão irá variar de período em período. Todo mundo quer se sentir bonito. Quer estar bem consigo mesmo
e ser valorizado pelo grupo em que vive. São esses grupos que determinam os estilos a serem seguidos nos
variados meios sociais: nas escolas, nas festinhas, nas boates, nos shows.
7. Protetor solar, xampus, antibióticos, vacinas, etc.
Exercícios
pág. 34 a 37
1. Os átomos de carbono são unidos por ligações covalentes, essas ligações podem ser feitas com outros átomos
de carbono, formando sequências de átomos que são denominadas cadeias carbônicas. A essas cadeias podem
se ligar outros grupos de átomos de carbono (ramificações) ou átomos de outros elementos químicos.
2. A Química orgânica estuda as substâncias de carbono. Nos seres humanos existem substâncias que contêm carbono
e outras não. E ainda existem substâncias derivadas do petróleo que não estão presentes nos seres vivos.
3. a) Errado – Nos compostos orgânicos existem compostos inorgânicos, como sais, ácidos, metais na forma
iônica, etc.
b) Errado – A teoria vital tratava apenas dos compostos orgânicos.
c) Correto – É o 3,3-dimetilbut-1-eno.
d) Errado – Se é uma cadeia fechada saturada, a sua fórmula é C 5
H 10
.
Alternativa correta: c.
4. Orgânicos 01; 04 e 16.
Inorgânicos: 02, 08 e 32.
5. a) Em 1828, Wöhler sintetizou, em laboratório e sem a intervenção de qualquer organismo vivo, uma substância
orgânica – ureia [(NH 2
) 2
CO] – a partir de um sal inorgânico – cianato de amônio (NH 4
OCN) –, derrubando
a teoria da força vital. A equação abaixo representa essa reação:
Δ
NH 4
OCN(s) ( (NH 2
) 2
CO(s)
b) De acordo com Berzelius, substâncias orgânicas são aquelas obtidas a partir de matéria viva, possuidoras
de força vital e, por isso, impossíveis de serem sintetizadas a partir de materiais inorgânicos.
6. O átomo de carbono pode realizar ligação covalente simples, ligação covalente dupla e covalente tripla.
Ligação simples entre carbonos: C K C.
Ligação dupla entre carbonos: C L C.
Ligação tripla entre carbonos: C M C.
7. A Química orgânica estuda as substâncias formadas por átomos de carbono, daí a qualificação de orgânicos.
Porém, não é necessária que seja sintetizada pelos organismos vivos.
Alternativa correta: a.
8. a) C b) C C
9. a) H C C C H
c) H H H H
H
b) H H H H
H
H C O C C C H
H
H
d)
H C C C C H
H
H
H
C
C
H
C
C
H
C
C
H
H
H
MANUAL DO PROFESSOR
81

10. Considerando a tetravalência do carbono, temos: 1 = dupla; 2 = simples e 3 = dupla.
Alternativa correta: b.
11. Faltam:
I – 1 tripla e uma simples. Total de 1 tripla e duas simples.
II – 2 duplas e 3 simples. Total de 3 duplas e 9 simples.
III – 1 tripla, uma dupla e 7 simples. Total de 1 tripla, 1 dupla e 9 simples.
Alternativa correta: c.
12.
Substância Butano But-2-eno
H H H H H H H
H H H H H H H H
Fórmula
H C C C H H C C C C H
H C C C C H H C C C C H
estrutural plana
H H H H
H
H H H H H
H
Fórmula
estrutural
condensada
Representação bond line
CH 3
CH 2
CH 2
CH 3
H 3
C CH CH CH
CH 3
3
CH 2
CH 2
CH 3
H 3
C CH CH CH 3
Fórmula
molecular
C
C 4
H 10
C 4
H 8
4
H 10
C 4
H 8
Substância
Fórmula
estrutural plana
Fórmula estrutural
condensada
3,4-dimetil-hexano
H H CH 3
H H H
H C C C C C C H
H H H CH 3
H H
CH 3
CH 2
CH(CH 3
) CH(CH 3
) CH 2
CH 3
Representação bond line
Fórmula molecular C 8
H 18
Substância
Fórmula
estrutural plana
Fórmula estrutural
condensada
Nonano
H H H H H H H H H
H C C C C C C C C C H
H H H H H H H H H
CH 3
(CH 2
) 7
CH 3
Representação bond line
Fórmula molecular C 9
H 20
82
MANUAL DO PROFESSOR

Substância
Fórmula
estrutural plana
Fórmula estrutural
condensada
Representação
bond line
Fórmula molecular
Ciclopentano
H
H H
H C C H
C
H C
C
H
H
H
H CH 2CH2
H 2
C
H 2
C CH 2
C 5
H 10
Substância Octano
H H H H H H H H
Fórmula
estrutural plana
H C C C C C C C C H
H H H H H H H H
Fórmula estrutural
condensada
Representação
bond line
Fórmula molecular
H 3
C (CH 2
) 6
C 8
H 18
CH 3
13. C 10
H 12
O 2
.
14. A fórmula molecular da vitamina K 3
= C 11
H 8
O 2
.
Alternativa correta: d.
15. Classificação dos tipos de carbonos: 5 carbonos primários e 2 carbonos secundários.
Alternativa correta: b.
16. P
CH 3
OH H
P Q S S T S P P P
H 3
C C CH 2
CH C CH CH 2
N CH 2
CH 3
P
S
CH 3
CH 2
P
CH 3
Primários: 7.
Secundários: 4.
Terciários: 1.
Quaternário: 1.
Alternativa correta: b.
17. a) Na testosterona temos 4 carbonos terciários.
b) A fórmula molecular da testosterona é C 19
H 28
O 2
.
18. a) C 9
H 11
O 3
N
b) C 5
H 5
N 5
c) C 6
H 6
Cl 6
MANUAL DO PROFESSOR
83

19. (1) Correto. Uma cadeia mista apresenta uma parte acíclica e uma parte cíclica.
(2) Correto. Uma cadeia aberta com ramificação apresenta Carbono terciário ou quaternário e, em consequência,
mais de uma extremidade.
(3) Errado. É considerado terciário.
(4) Errado. Uma cadeia normal apresenta apenas duas extremidades.
H
H
20. a) H C H
c) H C O H
H
H
H H
b) H C C H d) Cl C O
H H
Cl
21. a)
H H H H
H C C C C H
H H H H
b) H H
C C C H
H
H H
c)
H
H
C C C H
H
d) H H
C C C
H
H H
H
C
H
H
C
H
H
H
O
H
e)
H
C
C
H
H
H
22. a)
H 2
C
H 2
C
H 2
C
d)
C CH 3
H2
CH 3
CH 3
H
H 3
C C C
CH 3
CH 3
b) H 2
C
CH
e)
H 2
C
H 2
C
CH 2
H 2
C
CH
H 2
C
C
CH 2
c)
H 3
C
H
C CH 3
CH 3
H 2
84
MANUAL DO PROFESSOR

23. 3 primários que se ligam a apenas 1 átomo de Carbono, 10 secundários que se
ligam a 2 átomos de Carbono e 3 terciários que se ligam a 3 átomos de Carbono.
24. I – Normal, Insaturada e Homogênea.
II – Normal, Saturada e Homogênea.
III – Normal, Saturada e Heterogênea.
IV – Ramificada, Insaturada e Heterogênea.
25. Na adrenalina a cadeia carbônica ligada ao anel aromático é uma cadeia aberta,
heterogênea e saturada.
Alternativa correta: b.
26. I – Cadeia aromática e ramificada.
II – Cadeia aberta, homogênea, normal e insaturada.
Alternativa correta: d.
27. A cadeia carbônica da N-haloamina é classificada como: heterogênea, saturada e
ramifica.
Alternativa correta: c.
28. 01. Verdadeira.
I. CH 3
C CH 2
CH 2
CH 3
(C 5
H 10
0)
II.
O
CH 3
CH 2
C CH 2
CH 3
(C 5
H 10
0)
O
02. Falsa: os compostos I e II não são isômeros.
II. CH 3
CH 2
C CH 2
CH 3
(C 5
H 10
0)
O
III.
CH 3
C
O
O CH 2
CH 2
CH 3
(C 5
H 10
0 2
)
04. Verdadeira: os componentes V e VI são isômeros de cadeia.
V. CH 3
CH CH 2
CH 2
CH 3
OH
(C 5
H 12
0) cadeia normal
VI. CH 3
CH CH CH 3
OH CH 3
(C 5
H 12
0) cadeia ramificada
Alternativas corretas: 01, 04.
29. a) Errado – Não há isomeria, pois as fórmulas moleculares são diferentes.
b) Errado – Isomeria de cadeia.
c) Errado – Isomeria de posição.
d) Errado – Não há isomeria, pois são as mesmas substâncias.
e) Correto – O éter é isômero de função do álcool.
Alternativa correta: e.
MANUAL DO PROFESSOR
85

30. a) Errado – As duas substâncias podem ser a mesma.
b) Errado – Não há como afirmar que as duas substâncias sejam iguais.
c) Correto – As duas amostras podem ser isômeras.
d) Errado – A determinação da fórmula mínima não é necessária para verificar os elementos que compõem a
substâncias.
e) Errado – Como apresentam a mesma massa molar, as duas substâncias têm a mesma massa por mol.
Alternativa correta: c.
31. A isomeria presente entre as duas aminas é a posição do radical amino. Alternativa correta: c.
32. a) Isômero de função (ácido carboxílico – éster).
b) Isômero de cadeia (mesma função, porém cadeia diferente)
c) Tautomeria (cetoenólico).
d) Isomeria de posição (mesma função, porém a carbonila está em posição diferente).
33. H H
C C
Cl Cl
Alternativa correta: d.
34. Alternativa correta: d.
35. O isômero trans é sempre mais longo que o cis, portanto mais estável.
Alternativa correta: a.
Exercícios
pág. 54 a 56
1. I – Correto – Hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados por apenas carbonos e hidrogênios.
II – Errado – Os alcenos podem ser ramificados.
III – Correto – Os ciclanos ou cicloalcanos são cadeias cíclicas não aromáticas (cadeias alifáticas) de fórmula
geral C n
H 2n
.
IV – Errado – Bromobenzeno e p-nitrotolueno são aromáticos, porém não são classificados como hidrocarbonetos.
Alternativa correta: b.
2. 10 átomos de Carbono.
3. São novas substâncias produzidas a partir do rearranjo das cadeias carbônicas. Exemplo: medicamentos (ácido
acetilsalicílico); aditivos de alimentos [ácido benzoico (conservante) e ácido ascórbico (antioxidante)]; plásticos
(PVC e PET); agrotóxicos (DDT, BHC) etc.
4. Hidrocarbonetos.
5. As propriedades dos hidrocarbonetos variam em função da presença de insaturações, das ramificações, da
ressonância e de cadeias abertas ou fechadas.
6. Hidrocarbonetos alifáticos (cadeia aberta) e hidrocarbonetos aromáticos (contêm o anel benzênico).
7. a) alcadieno. g) ciclano.
b) alcadieno. h) cicleno.
c) alceno. i) cicleno.
d) alcino. j) aromático.
e) ciclano. k) aromático.
f) ciclano. l) aromático.
8. Alcano – São hidrocarbonetos que possuem apenas átomos de hidrogênio e carbono, unidos somente por
ligações simples.
86
MANUAL DO PROFESSOR

Alceno – Os alcenos são hidrocarbonetos que apresentam ligações duplas entre
átomos de carbono.
Alcino – Os alcinos são hidrocarbonetos que apresentam ligações triplas entre átomos
de carbono.
9. O acetileno queimado num maçarico de oxiacetileno apresenta elevado calor de
combustão, o que gera uma chama muito quente, por esse motivo é utilizado na
solda.
10. a) Errado – Na natureza há diversas fontes de aromáticos, a hulha é uma ótima
fonte de aromático.
b) Correto – A presença do anel aromático fornece aos aromáticos comportamento
semelhantes.
c) Correto – A denominação insaturação para uma cadeia carbônica é determinada
pela existência de ligações dupla ou tripla.
d) Correto – Alcano são hidrocarbonetos que possuem apenas átomos de hidrogênio
e carbono, unidos somente por ligações simples.
e) Correto – Hidrocarbonetos são substâncias orgânicas formadas por carbonos e
hidrogênios.
Alternativa correta: a.
11. C n
H 2n+2
; substituindo temos: C 5
H 12
.
12. Para o alceno C n
H 2n
; substituindo temos: (C 5
H 10
), e no caso do alcino C n
H 2n – 2
temos:
(C 5
H 8
).
13. Grupo alquila: é aquele constituído apenas de átomos de carbono e hidrogênio.
Esse grupo é obtido retirando-se um hidrogênio de um alcano.
Grupo arila: são aqueles derivados do benzeno pela substituição de um de seus
átomos de hidrogênio.
14. São substâncias que apresentam os denominados anéis aromáticos. Além do benzeno
e da combinação de seus anéis, outras substâncias podem apresentar anéis
aromáticos.
15. Com a fórmula C 6
H 8
é possível estabelecer três ligações duplas carbono-carbono.
16. É sua estrutura, conhecida como estrutura de ressonância, que é muito estável.
Segundo o modelo de estrutura de ressonância, o segundo par de elétrons que
formaria a ligação covalente dupla estaria se movimentando entre os átomos de
Carbono vizinhos. Assim, os seis pares de elétrons das ligações duplas do benzeno
estariam circulando ao redor dos átomos de Carbono do benzeno.
17. Segundo o modelo de estrutura de ressonância, o segundo par de elétrons que
formaria a ligação covalente dupla estaria se movimentando entre os átomos de
Carbono vizinhos. Assim, os seis pares de elétrons das ligações duplas do benzeno
estariam circulando ao redor dos átomos de Carbono do benzeno.
18. Devido ao fenômeno da ressonância, presente nas moléculas de benzeno, que dá
maior estabilidade a esta substância.
19. Nos hidrocarbonetos abertos, existem ligações simples, duplas e triplas. Nos aromáticos,
ao invés de ligações simples intercaladas com duplas, existem ligações híbridas,
intermediárias às ligações simples e duplas e com comprimento intermediário
às ligações simples e duplas.
MANUAL DO PROFESSOR
87

H
H
20.
C
H
C
C
H
C
C
H
C
C
H
C
C
H
C
H
21. (1) Errado. Na molécula de benzeno temos três ligações duplas intercaladas com três ligações simples formando
ângulos de 120º; a molécula é plana. Já os átomos de Carbono das moléculas de ciclohexano não estão
no mesmo plano, os ângulos entre os Carbonos são de 112º.
(2) Errado. O ciclohexano não é aromático, pois na sua estrutura não existe o fenômeno da ressonância.
(3) Correto. As substâncias com anéis aromáticos, derivadas do benzeno, constituem um importante grupo de
matérias primas para a produção de materiais diversos como, por exemplo, solventes, inseticidas, desenfetantes,
detergentes e plásticos.
(4) Errado. O petróleo não é a única fonte de substâncias aromáticas. O alcatrão, fração pesada da destilação
da hulha ou carvão mineral, é a principal fonte natural de hidrocarbonetos aromáticos.
22. a) Errado – O gás eteno é um alceno.
b) Errado – O gás eteno é um alceno.
c) Errado – A massa molar do gás eteno é 28 g/mol.
d) Correto – O gás eteno possui a seguinte fórmula molecular K C 2
H 4
.
e) Errado – Tem a seguinte fórmula estrutural H 2
C L CH 2
.
Alternativa correta: d.
23. O alcatrão de hulha é uma fonte de aromáticos.
Alternativa correta: d.
24. O metano é o hidrocarboneto mais simples de fórmula CH 4
e o principal componente do gás natural; está
presente no gás do lixo e no gás do pântano.
Alternativas corretas: b, c.
25. O carbeto de cálcio em água libera o etino (HC M CH) ou acetileno.
Alternativa correta: d.
26. O etino (HC M CH) ou acetileno possui massa molar igual a 26 g/mol.
Alternativa correta: b.
27. C 5
H 8
= C n
H 2n – 2
.
Alternativa correta: b.
28. 1) Errado – Não há na composição do tíner o alcano.
2) Correto – Na composição do tíner existem hidrocarbonetos aromáticos, exceto o benzeno.
3) Correto – O benzeno pela toxicidade foi retirado da composição do tíner.
4) Correto – O tíner é um solvente para substâncias apolares, ou seja, praticamente insolúvel em água.
29. 1) Errado – A substância A apresentada é um alcano de cadeia aberta, normal, com fórmula molecular C 4
H 10
.
2) Errado – A substância B é um alcino cuja insaturação está entre um carbono primário e um carbono secundário.
3) Correto – A fórmula molecular do composto C é C n
H 2n
.
4) Correto – A substância D apresenta cadeia fechada, normal, saturada, com fórmula molecular C 5
H 10
.
5) Errado – A substância E é um alcadieno.
6) Correto – A cadeia carbônica da substância F pode ser classificada como aberta, ramificada, insaturada e
homogênea.
88
MANUAL DO PROFESSOR

30. I – Correto – Pela existência de uma ligação dupla no carbono 1, o hidrocarboneto é classificado como um
alceno.
II – Errado – Na cadeia existem três ramificações ou grupos substituintes, sendo dois grupos metil e um grupo
isopropil.
III – Errado – Por ter na sua cadeia apenas C e H é um hidrocarboneto.
IV – Correto – Na cadeia há: 6 carbonos primários, 1 carbono secundário e 4 carbonos terciários.
Alternativa correta: a.
31. Os hidrocarbonetos são obtidos pela destilação do petróleo, separando-se suas diferentes frações em refinarias.
32. Porque à temperatura ambiente apresentam-se como substâncias gasosas.
33. Porque a gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos de 6 a 12 Carbonos em suas moléculas.
34. Fórmula estrutural plana:
H H
H
C C C C H
H
H H H
Fórmula molecular: C 4
H 8
35. I – Isomeria de compensação ou metameria = número 2.
II – Isomeria de cadeia = número 3.
III – Isomeria de posição = número 4.
IV – Isomeria de função = número 1.
Alternativa correta: d.
36. O eugenol e o isoeugenol pertencem à mesma função, porém a posição da insaturação está alterada.
Alternativa correta: d.
37. (1) Correto. O petróleo é um material viscoso, menos denso que a água, formado pela mistura de hidrocarbonetos
– substâncias cujas moléculas são formadas por átomos de Carbono e Hidrogênio. O processo
utilizado nas refinarias para separar essas frações é conhecido como destilação fracionada. Nele, o fator
determinante é a temperatura de ebulição de cada substância.
(2) Errado. O GLP é uma mistura contendo, principalmente, os gases propano e butano que pertencem à mesma
função, os hidrocarbonetos.
(3) Errado. O etanol é obtido da fermentação da cana-de-açúcar e não da destilação fracionada do petróleo.
(4) Correto. Os alcenos e alcinos são chamados de hidrocarbonetos insaturados, apresentam fórmula geral,
respectivamente, C n
H 2n
e C n
H 2n – 2
.
38. a) Correto. O GLP é uma mistura contendo, principalmente, os gases propano e butano, que são alcanos.
b) Correto. O GLP é usado em fogões domésticos pois contém principalmente butano e propano.
c) Correto. O metano apresenta uma combustão completa; já a gasolina apresenta combustão completa e
incompleta liberando gases tóxicos.
d) Errado. Na fórmula do 1-metilbutano existem 3 carbonos secundários e 2 carbonos primários.
e) Correto. O gás butano apresenta cadeia aberta, com carbonos primários nas extremidades (carbonos 1 e 4)
e secundários (carbonos 2 e 3), sem ramificações. A cadeia é saturada, sem ligações duplas ou triplas entre
os átomos de Carbono.
39. Destilação fracionada. Quanto às principais frações, podemos citar: gás natural, éter de petróleo, ligroína (nafta
leve), gasolina, querosene, óleo combustível, lubrificantes, parafina, graxas, asfalto e piche.
40. São hidrocarbonetos com número de átomos de Carbono limitados a uma mesma faixa e apresentam características
físicas e usos comerciais semelhantes.
41. No querosene, pois nesta fração existem moléculas de 4 até 10 átomos de Carbono, o que proporciona uma
maior combinação entre átomos, podendo gerar uma maior quantidade de substâncias diferentes (isômeros).
MANUAL DO PROFESSOR
89

42. Proporcionar maior rendimento, menor desperdício e maior lucro.
43. Para uma melhor exploração do gás natural, seriam necessárias políticas de transporte,
incentivos à utilização e incentivos fiscais, iniciativas ainda não totalmente
implementadas.
44. As quantidades de cada fração dependem da qualidade do petróleo processado.
Além disso, as demandas também podem oscilar ocasionando falta ou excesso de
determinadas frações.
45. Deve-se considerar o desenvolvimento de carros multicombustíveis, além do uso de
combustíveis alternativos como óleo de mamona ou mesmo o etanol.
Capítulo 2
Debata e entenda
pág. 64
1. A indústria alimentícia associada à Química desenvolveu novos tipos de alimentos
que compõem a dieta alimentar de boa parte da população mundial. Novos
conservantes e novos processos de congelamentos possibilitaram armazenamento
mais longo, mantendo a qualidade dos alimentos e facilitando o dia a
dia das pessoas.
2. A necessidade de a mulher trabalhar para compor o orçamento doméstico praticamente
obrigou que o preparo dos alimentos para a família fosse o mais prático possível,
ou seja, o aperfeiçoamento da fabricação e do preparo de muitos alimentos
que hoje compõem a dieta básica da população. A industrialização dos alimentos
propiciou seu barateamento.
3. As mudanças econômicas, sociais e tecnológicas fizeram com que os alimentos
tivessem também uma conotação de mercadoria, e a alta produtividade favorecida
pelos modos de produção, transforma o excedente em lucro na sociedade capitalista.
É o caso dos salgadinhos, batatas fritas, balas, refrigerantes, fast foods e outros.
4. Com o desenvolvimento da indústria alimentícia surgiu a necessidade de novas
tecnologias que possibilitassem aumentar o estoque, a conservação, a variedade
e a facilidade de preparo dos alimentos. Isso estimulou a busca de novos conhecimentos
e novidades tecnológicas que mantivessem ou aumentassem o valor mercadológico
dos alimentos. A grande produtividade estimulou tanto consumo como
o desperdício, e a quantidade de alimento é suficiente para alimentar a população
existente na Terra, porém a sua distribuição não é homogênea: há países com grande
quantidade de alimentos enquanto em outros a fome ronda diariamente. O
nosso país é abençoado, pois temos alimentos em quantidade suficiente para alimentar
adequadamente a população, apesar de termos ainda uma má distribuição
do alimento produzido.
5. Os aditivos podem tornar os alimentos com aspectos altamente convidativos, com
aromas e sabores agradáveis, porém com baixo valor nutricional.
6. Os refrigerantes podem ser substituídos com vantagens pelos sucos naturais, além
de serem mais baratos, são muitos mais nutritivos.
Os enlatados e embutidos podem ser substituídos por carnes, verduras e frutas frescas.
As comidas congeladas e pré-cozidas podem ser substituídas por alimentos frescos
e preparados no momento de serem consumidos, pois o congelamento (por longo
período) faz com que parte dos nutrientes seja perdida.
7. As guloseimas são coloridas e doces, portanto altamente atrativas para o seu consumo,
apesar do seu baixo valor nutricional.
90
MANUAL DO PROFESSOR

8. O consumo de frutas e verduras é um hábito alimentar que deve ser aprendido
principalmente pelas crianças, mas caso uma pessoa não possua esse hábito uma
mudança deve ser estimulada para alterar o cardápio alimentar do indivíduo.
Exercícios
pág. 77 a 79
1. No processamento dos alimentos pode haver adição de substâncias que mantêm
ou realçam características do alimento, além de aumentarem seu tempo de conservação.
Eles nem sempre são tão saudáveis quanto as naturais.
2. São reações que ocorrem em nosso organismo. No processo digestório os alimentos
passam por uma série de transformações químicas necessárias para que biomoléculas
e estruturas celulares possam ser formadas e renovadas, e nestas reações
estão envolvidos o consumo e a produção de energia útil para as células.
3. Os três grupos fundamentais estudados na Bioquímica são: carboidratos, lipídios e
proteínas. Os dois primeiros grupos têm como principal função biológica o fornecimento
de energia para o funcionamento das células, enquanto as proteínas participam
da constituição da estrutura de células e tecidos e de processos de regulação
do metabolismo.
4. A falta de carboidratos na alimentação resulta em emagrecimento, cansaço, desânimo,
fraqueza, depressão e irritabilidade, podendo chegar até a desnutrição.
Quando a falta de carboidratos torna-se crônica, o organismo humano consome
a reserva existente em três lugares: no fígado, nos músculos (glicogênio) e no
sangue (glicose). Por isso, não é reco mendável abster-se de carboidratos por
um período muito longo, pois o corpo fará “canibalismo” muscular, atrofiando
os músculos.
5. A glicose é um poliálcool de baixa massa molar, ou seja, uma pequena molécula
que pode ser transportada pelo sangue; diferente do amido que é um poliálcool de
grande massa molar, ou seja, uma macromolécula que não pode ser transportada
pelo sangue.
6. É a presença da hidroxila ligada a um carbono saturado. Nesse processo, micro-
-organismos, chamados de leveduras, ao se alimentarem, produzem enzimas que
aceleram a transformação do açúcar em álcool.
Essa reação pode ser simplificada como a seguir:
C 6
H 12
O 6
(aq) ( 2CH 3
CH 2
OH(aq) + 2CO 2
(g)
glicose
álcool
Finalizada a fermentação, o material é submetido a uma destilação fracionada da
qual se obtêm várias frações com composições diferentes.
7. Trata-se de um álcool mais comum, obtido pro meio da fermentação. Tem grande
importância para a indústria utilizado como solvente, na produção de plásticos,
resinas, borracha sintética etc. estando presente em perfumes, colônias e sprays,
xaropes, remédios e síntese de muitos outros fármacos.
8. • 3
K OH) é um monoálcool primário, um líquido incolor de odor suave,
e o álcool de estrutura mais simples. Ele é altamente tóxico, inflamável, pode
ser obtido a partir da madeira e, em escala industrial, pela redução catalítica de
monóxido de carbono. O metanol é muito utilizado como solvente industrial, pois
dissolve algumas substâncias melhor do que o etanol. A sua grande aplicação
é na indústria de plásticos, na extração de produtos animais e vegetais, e como
solventes em reações de importância farmacológica.
MANUAL DO PROFESSOR
91

• O etanol ou álcool etílico, um monoálcool primário, é a substância mais comum dos álcoois. Ele está presente
em bebidas alcoólicas e também é utilizado como combustível. Comumente, ele é chamado simplesmente
de álcool e tem a seguinte fórmula estrutural: CH 3
CH 2
OH.
• Álcool isopropílico tem como nome sistemático propan-2-ol, é um monoálcool secundário, sendo usado
como produto de limpeza.
• O etilenoglicol é um diol, ou seja, é um diálcool, cujo nome sistemático é etano-1,2-diol. É a principal
matéria-prima dos anticongelantes, muito usados em radiadores de carro em países frios. É também matéria-
-prima de fibras sintéticas e de tintas.
• O glicerol, também conhecido como glicerina, é um triol, ou seja, um triálcool, cujo nome sistemático é
propano-1,2,3-triol. É usado na fabricação de polímeros, explosivos e emolientes para cosméticos.
9. São substâncias que contêm um grupo hidroxila (K OH) ligado diretamente em um anel benzênico.
10. A característica de um álcool é o grupo hidroxila ligado a um carbono saturado (sp 3 ), no fenol a hidroxila está
ligada diretamente no aromático (carbono sp 2 ).
11. O fenol, uma substância tóxica irritante e de cheiro forte, é utilizado na composição de desinfetante (a creolina) e
para a produção de baquelita, corantes orgânicos, medicamentos, fabricação de perfumes, resinas, vernizes, tintas,
adesivos, cosméticos, corantes e explosivos. Atua como bactericida, pois tem a capacidade de coagular proteínas
presentes em micro-organismos como bactérias e fungos. Outros fenóis comuns no mercado são a creolina e
lisol (cresol em emulsão com sabão). No entanto, o maior volume de cresóis é utilizado na fabricação de resinas
sintéticas para esmaltes eletroisolantes e fios de cobre utilizados na construção de motores elétricos e geradores.
12. A diferença entre aldeídos e cetonas deve-se ao fato de os aldeídos possuírem pelo menos um átomo de hidrogênio
ligado à carbonila, sendo a sua fórmula geralmente escrita como RCHO ou ArCHO.
Já nas cetonas o carbono da carbonila está ligado a outros dois átomos de carbono, sendo as suas possíveis
fórmulas gerais escritas como RCOR’, RCOAr, ArCOAr. Essa distinção estrutural é suficiente para diferenciar as
propriedades químicas e físicas dessas substâncias, constituindo diferentes classes.
OH OH O
13. HO
H
OH OH
Aldeído e álcool.
14. HCHO = metanal.
15. Alguns éteres e suas aplicações
Éteres
Éter dimetílico
ou metoximetano
Éter dietílico
ou etoxietano
Metilterciobutiéter
(MTBE) Éter metil-terc-
-butílico
Aplicações
Na medicina, como hipnótico.
Como solvente na extração de
óleos e gorduras.
Aditivo à gasolina como
substituinte do álcool etílico
anidro.
16. Álcool (poliálcool) e éter.
17. a)
O
fenol
OH
éter
O CH 3 vanilina b)
C
H
aldeído
H 2
C
CH 3
carvona
O
cetona
CH 2
92
MANUAL DO PROFESSOR

18. Fenol e álcool.
19. a) Poliálcool.
b) C 6
H 14
O 6
.
20. É um composto aromático devido a presença do anel aromático.
Alternativa correta: c.
21. Propanona e C 3
H 6
O.
Alternativa correta: e.
22. O composto é um aldeído devido ao grupo funcional K COH.
Alternativa correta: a.
23. 1) Errada – O etanol, CH 3
CH 2
OH, é um exemplo de álcool primário.
2) Correto – No Brasil, o etanol tornou-se de grande importância ao ser utilizado como combustível de automóveis,
a partir da década de 1970.
3) Errado – Na combustão do etanol, usado na limpeza, não ocorre a emissão de aldeídos e sim de gás carbônico
e água.
4) Errado – No Brasil, devido ao monopólio, a Petrobras é a principal empresa produtora de petróleo. O etanol
é obtido da fermentação de vegetais ricos em açúcares, como a cana-de-açúcar, a beterraba, extrato da
mandioca, do arroz e do milho, da celulose extraída da matéria principalmente dos eucaliptos. No Brasil, a
maior parte do álcool produzido é obtida da cana-de-açúcar.
24. 1) Correto – O metanol é um álcool de estrutura simples muito utilizado como solvente, na indústria de plásticos,
e em reações importantes, na indústria farmacêutica.
2) Correto – O aldeído é uma substância orgânica que se caracteriza pela presença, em sua estrutura, do grupamento
C L O (carbonila), ligado a um radical alifático ou aromático.
3) Errado – As cetonas são compostos que possuem o grupo carbonila ligado a um
O
carbono C secundário, formando o grupo funcional R 1
C R 2
.
O
4) Errado – A substância CH 3
* CH * O * CH * CH é usada como solvente e anestésico geral, seus vapores formam
mistura explosiva com oxigênio do ar. Ao ser inalado atua como anestésico.
2 2 3
5) Correto – A substância
é uma cetona conhecida comercialmente como acetona e utilizada como solvente para remoção de esmalte.
25. I – Correto – O etanol é utilizado como combustível no Brasil e o metanol é utilizado como combustível no
USA.
II – Errado – O metanol é extremamente tóxico e como tal não pode ser ingerido.
III – Errado – O metanol pode ser extraído da destilação das plantas ou de uma hidrogenação do dióxido de
carbono.
IV – Correto – O metanol é um ótimo combustível e a sua combustão completa libera apenas água e gás carbônico.
V – Errado – Da cana-de-açúcar obtém o etanol.
Alternativa correta: d.
26. Açúcares são carboidratos.
Alternativa correta: c.
MANUAL DO PROFESSOR
93

27. Substâncias II e III são alcoóis pois a hidroxila esta ligada a cadeia carbônica de ligações simples. As demais
são: I, enol, IV fenol.
28. Etanal é um aldeído, portanto a presença de uma carbonila primária R * COH.
Alternativa correta: a.
Exercícios
pág. 92 e 93
1. Fenol (difenol), álcool e amina (amina secundária).
2. Os lipídios são solúveis em solventes apolares, como éteres e benzeno, e insolúveis em água. Isso acontece
porque possui estruturas com poucos ou nenhum grupo hidrofílico presente em um relativamente extenso
esqueleto carbônico, conferindo a essas substâncias uma natureza mais apolar ou hidrofóbica.
3. São monoácidos de cadeias longas, podendo ser saturadas ou insaturadas.
4. Por causa da interação intermolecular. Nos óleos as cadeias carbônicas são insaturadas e nesses casos as ligações
duplas dificultam a interação entre as moléculas. Já nas gorduras as cadeias carbônicas são saturadas, o
que facilita a interação entre as moléculas e favorece o aumento no ponto de fusão.
5. A gordura animal deve ser evitada ou utilizada com moderação, pois as células animais possuem colesterol
que podem aumentar o colesterol em indivíduos com predisposição de ter maior teor deste no sangue. O óleo
vegetal é isento de colesterol, mas mesmo assim deve ser utilizado com moderação.
6. A LDL é popularmente conhecida como “colesterol ruim”, e a HDL, como “colesterol bom”. Assim, quando há
uma elevação na proporção entre LDL e HDL no sangue, isto é, quando a quantidade de LDL em relação à
quantidade de HDL fica bem maior do que o normal, isto é um indicador do aumento de risco de ocorrência
de arteriosclerose.
7. As gorduras são originadas pela substituição do hidrogênio do grupo hidróxi do glicerol, um triálcool, por uma
parte do ácido graxo, formando um éster de ácido carboxílico.
Alternativa correta: d.
8. No estado sólido a 20 ºC são o ácido erúcico e palmítico, porém como o ácido é insaturado só pode ser o ácido
erúcico.
Alternativa correta: b.
9. Os ácidos carboxílicos são substâncias orgânicas que possuem o grupo carboxila, que nada mais é que o grupo
carbonila (C L O), porém ao carbono da carbonila está sempre ligado um grupo hidroxila (K OH) formando a
fórmula geral: R K COOH ou ARCOOH.
10. Nas moléculas de ácidos carboxílicos, a carbonila, grupo funcional bastante polarizado a qual é ligada a uma
hidroxila, propicia a formação de ligações de hidrogênio intermoleculares mais fortes do que as que ocorrem
nos álcoois. Essa característica favorece as fortes interações intermoleculares as quais são responsáveis pelas
altas temperaturas de fusão e de ebulição dos ácidos carboxílicos em comparação com os álcoois, os aldeídos
ou as cetonas de massa molar e geometrias similares.
11. Ésteres podem ser obtidos pela reação de ácidos carboxílicos (RCOOH ou ArCOOH) com álcoois (R’OH) ou fenóis
(Ar’OH). Nos ésteres, o grupo alcóxido (RO-) ou fenóxido (ArO-) ligado à carbonila é proveniente do álcool
ou fenol, respectivamente. Assim, sua fórmula geral pode ser representada por: RCOOR’, RCOOAr’, ArCOOR’
ou ArCOOAr’.
A reação de preparação de ésteres a partir de ácidos carboxílicos e álcoois (ou fenóis) ocorre na presença de
quantidades catalíticas de um ácido mineral forte como ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. Essa reação é denominada
de esterificação.
12. Nas indústrias, ésteres isolados da natureza ou sintetizados em laboratórios são utilizados como substâncias
que conferem ou intensificam tanto o sabor como o odor de um alimento ou bebida. Substâncias com essa
função são denominadas de agentes flavorizantes.
94
MANUAL DO PROFESSOR

13. CH 3
CH 2
OH + HOOC(CH 2
) 2
CH 3
( CH 3
CH 2
OOC(CH 2
) 2
CH 3
+ H 2
O
14. As proteínas são sintetizadas por intermédio de uma reação de polimerização de condensação de um grande
número de aminoácidos em ligações denominadas amídicas ou peptídicas.
15. É um aminoácido, portanto as funções presentes são: amina e ácido carboxílico.
16. Dos 20 α-aminoácidos, oito são denominados essenciais porque não são sintetizados em nosso organismo, o
que torna necessário adquiri-los por meio da alimentação.
A necessidade de fornecimento de aminoácidos essenciais ao nosso organismo por meio da alimentação reforça
ainda mais a necessidade de que esta seja bem equilibrada. Caso contrário, o indivíduo ficará subnutrido.
17. a) Amina primária.
b) Amina secundária.
c) Amina secundária.
d) Amina terciária.
e) Amina terciária.
18. a) Aldeído, fenol e éter.
b) Amina e éster.
c) Amina, amida e ácido carboxílico.
d) Amina e éster.
19. Amida e o grupo funcional R K CONH 2
.
20. Ligação peptídica: na formação de um peptídeo, a carboxila de uma molécula liga-se ao grupo amino de outra
molécula.
21. As funções na tirosina são: Fenol, amina e ácido carboxílico, portanto é um exemplo de aminoácido.
Alternativa correta: b.
22.
H 3
C CH 2
CH 2
C
O
OH
+ HO CH 2
CH 3
O
H 3
C CH 2
CH 2
C + H 2
O
O CH 2
CH 3
Alternativa correta: a.
23. A xilocaína apresenta função amida e amina terciária.
Alternativa correta: e.
24. A – álcool; B – aldeído e C – ácido carboxílico.
Alternativa correta: a.
25. 1) Errado – O fenol não é um álcool, pertence à função fenol.
2) Correto – O formaldeído é um aldeído cujo nome oficial é metanal.
3) Correto – O vinagre é um ácido carboxílico devido à presença do grupo funcional COOH.
4) Errado – A anilina é uma amina.
5) Errado – O fenol apresenta o grupo hidroxila, e o formaldeído apresenta o grupo funcional carbonila
(C L O).
26. 1) Errado – Os ésteres apresentam o grupo funcional RCOOR’.
2) Correto – As ceras e gorduras são ésteres de massa molecular alta.
3) Errado – O ácido carboxílico da reação acima é o ácido etanoico.
4) Correto – A reação descrita produz um éster de fórmula molecular C 7
H 14
O 2
.
5) Correto – Muitos sabores e odores de alimentos se devem à mistura complexa de substâncias orgânicas,
nas quais predominam os ésteres.
MANUAL DO PROFESSOR
95

Exercícios
pág. 98
1. Frutas frescas – pela quantidade de água que facilita a ação microbiana.
Leite fresco – pela quantidade de micro-organismos existentes.
Carne fresca - pela quantidade de água que facilita a ação microbiana.
Salsichas a granel – pela exposição ao oxigênio que facilita a ação microbiana.
2. Para ser exportado o ideal é a durabilidade à ação microbiana, portanto seria:
• frutas cristalizadas;
• leite pasteurizado;
• carne de sol;
• salsichas enlatadas.
3. Pela ausência de água, pois a água facilita a proliferação das bactérias.
4. Para facilitar o manuseio e principalmente dificultar a sua contaminação e decomposição.
5. Uma lata amassada ou enferrujada pode indicar que o alimento no seu interior está sem proteção da película
de estanho o que pode comprometer a qualidade do alimento.
Uma lata estufada pode indicar que o alimento no seu interior está em decomposição com formações de gases,
o seu consumo pode provocar diversos danos ao usuário, inclusive a morte.
6. A frase está errada, pois muitos aditivos são contraindicados a consumidores com determinadas patologias, ou
2–
podem provocar efeitos alérgicos. Como exemplo, podemos citar alimentos contendo sulfitos (SO 3
), conservantes
originários do dióxido de enxofre (SO 2
), de uso muito frequente na indústria, que não devem ser consumidos
por pessoas asmáticas. Seu uso também não é recomendado em alimentos considerados fontes de
vitamina B1, pois causa a sua destruição. Por isso, o uso de aditivos químicos é controlado por legislação que
proíbe a utilização de substâncias que possam pôr em risco a saúde das pessoas. O grande problema é que,
muitas vezes, o efeito de um aditivo no alimento só é identificado depois de ter sido amplamente consumido
pela população.
7.
Alguns aditivos alimentícios
Aditivos
Códigos
Acidulantes H
Ação
Conferir ou intensificar o sabor ácido
e conservar.
Exemplos
Ácido benzoico, ácido bórico,
ácido cítrico, ácido fosfórico.
Antioxidantes A Evitar a oxidação dos alimentos. EDTA, ácido ascórbico
Aromatizantes F Conferir ou realçar o aroma. Álcool isoanílico, óleo de laranja
Flavorizantes F
Conservantes P
Corantes C
Conferir ou realçar o aroma
e o sabor.
Impedir a deteriorização.
Conferir ou intensificar a cor dos
alimentos.
Acetaldeído, acetato de etila,
glutamato de sódio
Ácido benzoico, antibióticos,
nitritos, nitratos, dióxido de enxofre,
ácido sórbico
Clorofila, carotenoides, curcumina,
óxido de ferro (III)
Espessantes EP
Aumentar a viscosidade e o volume,
mantendo sua textura e consistência.
Ágar-ágar, carboximetilcelulose
96
MANUAL DO PROFESSOR

Aditivos
Códigos
Alguns aditivos alimentícios
Ação
Exemplos
Edulcorantes
D
Adoçar.
Sacarina, ciclamatos, aspartame
Umectantes
U
Antiumectantes
AU
Evitar a perda de umidade.
Evitar absorção de água.
Glicerol, sorbitol, propilenoglicol
Carbonato de cálcio, carbonato
de magnésio, silicato de cálcio
8. Dependendo da distância de onde são produzidos, os alimentos podem ser desidratados (frutas cristalizadas),
congelados (carnes em geral, peixes, legumes, etc.), enlatados (carnes em geral, peixes, legumes, etc.), salgados
(carnes em geral, peixes, etc.), defumados (carnes em geral, peixes, etc.).
Capítulo 3
Debata e entenda
pág. 108
1. Drogas são substâncias ou materiais que, depois de introduzidos num organismo vivo, alteram processos bioquímicos,
causando mudanças fisiológicas ou comportamentais.
Medicamentos são drogas que buscam ações benéficas aos organismos vivos. Na Farmacologia, que é a ciência
que estuda as drogas e seus efeitos no organismo; quando essas drogas são utilizadas com a finalidade preventiva,
diagnóstica ou terapêutica, recebem a denominação de medicamentos ou fármacos.
2. Os medicamentos são classificados em função da atuação nos organismos. Alguns medicamentos podem ser
vendidos sem receita e são conhecidos como medicamentos de venda livre (VL). Outros requerem prescrição
médica, apresentam embalagens com tarjas vermelhas ou pretas e são denominados medicamentos controlados.
3. Toxinas são venenos que, quando ministradas por qualquer via ou desenvolvidas no próprio corpo, podem
causar doenças ou matar. Tais substâncias podem ser sintéticas (substâncias ativas dos inseticidas, produtos
para tratamento de gramados, etc.), ou as produzidas por animais.
As toxinas podem ser definidas, grosseiramente, como um veneno biológico: são nada mais que moléculas
de proteínas, produzidas por animais ou presentes em alimentos estragados, ou resultantes de doenças infecciosas.
Tanto os venenos como as toxinas são substâncias capazes de matar, por isso serão tratadas como
sinônimos em nossa discussão.
Remédios são drogas que, sendo administradas em dosagem correta, buscam ações benéficas ao organismo.
4. DL 50
(dose letal para 50% do grupo) é a quantidade de um produto químico que mata a metade da população
em análise em uma semana.
5. Incentivar os alunos a procurar nas secretarias de saúde da cidade da existência de campanhas e inclusive
procurar participar ativamente das campanhas.
6. Desde a antiguidade o uso de cosméticos já provocou danos à raça humana. Na Grécia antiga, as mulheres
pintavam os lábios com cinabre (sulfeto de mercúrio), uma substância tóxica. No século XVIII, muitos homens
e mulheres morreram devido ao pó branco que usavam para empoar o rosto – ele era feito à base de chumbo.
Mercúrio e chumbo, denominados metais pesados, acumulam-se no corpo, afetando o sistema nervoso e provocando
graves intoxicações, que podem levar à morte. Nos dias atuais basta lembrar que cosméticos são produtos
químicos que devem ser utilizados com sabedoria, de acordo com nossa necessidade e respeitando suas pro
priedades; além de saber utilizá-los na quantidade correta, precisamos conhecer a forma como eles atuam.
MANUAL DO PROFESSOR
97

7. Os produtos para higiene cutânea, por exemplo, tratam, basicamente, da retirada da gordura natural e do suor.
Pelas suas propriedades, o sabonete é o produto indicado para esse trabalho. Mas sem exageros. Ficar duas
horas tomando banho de espuma não é saudável. Como a quantidade de água na pele é maior do que a do
ambiente, ela tende a evaporar, e a ação do sabonete favorece o ressecamento.
8. Muitos são os métodos alternativos existentes: acupuntura, homeopatia, tratamento com plantas medicinais,
argiloterapia, aromoterapia, shiatsuterapia, etc.
Exercícios
pág. 113 e 114
1. A definição sistemática do nome de uma substância orgânica começa pela definição da estrutura de suas moléculas.
Ao nome dessa estrutura são acrescidos prefixos e sufixos que informam sobre modificações de estrutura
e grupos funcionais presentes. De acordo com as regras sistemáticas de nomenclatura da IUPAC, o nome
da cadeia orgânica principal, cadeia com maior sequência de átomos de carbono, é identificado conforme o
número de átomos de carbono.
2. a) Propano.
b) 2-metilbutano.
c) 2,2-dimetilpentano.
d) 4-etil-2,6,6-trimetiloctano.
3. a) 2-metilbutano.
H H H H
H C C C C H
H H H
H C H
H
b) 2,3-dimetilpentano.
CH 3
CH CH CH 2
CH 3
CH 3
CH 3
c) 3,3- dimetil-hexano.
H
H C H
H H H H
H C C C C C H
H H H H
H C H
H C H
H
d) 3-etil-3-metil-hexano.
CH 3
CH 3
CH 2
C CH 2
CH 2
CH 3
CH 2
CH 3
98
MANUAL DO PROFESSOR

e) 3,4-dimetilpent-1-eno.
H 2
C
H H
C C C
H
CH 3
CH 2
CH 3
f) 3-etil-pent-1-eno.
H 2
C
H
C C
H
C 2
H 5
C 2
H 5
g) 3-metilbut-1-ino.
CH C C CH 3
CH 3
h) 5-etil-4,4-dimetil-hept-2-ino.
CH 3
C 2
H 5
CH 3
C C C CH CH 2
CH 3
CH 3
4. I – Errado – A estrutura apresenta 4 carbonos primários e 2 carbonos terciários.
II – Correto – É um alcano ramificado.
III – Correto – A sua fórmula molecular é C 6
H 14
.
Alternativa correta: d.
5. Na cadeia principal, temos os seguintes substituintes: metil, etil e propil.
Alternativa correta: c.
1 2 3
6. a) H 3
C C CH CH 3
CH 3
CH 2
4
CH 5 3
Nome: 2,3-dimetilpent-1-eno.
b)
2
3 4 5
H 3
C CH 2
C CH 2
CH 2
CH 3
1
CH 2
Nome: 2-etilpent-1-eno
c)
4 3 2 1
H 3
C C CH CH CH 3
5
CH 3
Nome: 4-metilpent-2-eno
CH metil
cadeia principal
3
7. CH 3
CH 2
CH CH CH C CH CH
8 7 6 5 4 3 2 1 3
CH 3
CH 2
CH CH 3
isopropil
CH 3
CH
etil
3
Alternativa correta: a.
MANUAL DO PROFESSOR
99

8. a) but-1-eno.
b) 3-metilpentan-2-ol.
c) 4,4-dimetil-hex-2-eno.
d) 3-etilpentan-2-ol.
9. I – Errado – A estrutura carbônica apresenta 3 carbonos primários, 1 carbono secundário e 1 carbono terciário.
II – Errado – A cadeia é classificada como ramificada.
III – Errado – A sua fórmula molecular é C 5
H 10
.
IV – Correto – A cadeia é classificada como insaturada.
Alternativa correta: d.
10. 3-etil-4-metilpent-1-eno.
11. Não, pois contraria a regra da numeração que deve iniciar o mais próximo da insaturação, portanto a nomenclatura
correta seria pent-2-ino.
12. a) hex-2-ino. c) 2,2-dimetilbutanal.
b) 3-metilpentan-1-ol. d) 4-metilpentan-2-ona
13. a) 4-etil-4,5,5-trimetilnonano. b) 3-etil-4,5,5-trimetil-hept-2-eno.
Exercícios
pág. 118 e 119
1. a) 1-hidroxi-2-metilbenzeno ou
o-hidroximetilbenzeno.
b) 1-hidroxi-4-metilbenzeno ou
p-hidroximetilbenzeno.
c) 1-hidroxi-3-etilbenzeno ou
m-hidroxietilbenzeno.
d) 1-hidroxi-3-etil-4-metilbenzeno.
2. a) CH 3
CH 2
O CH 2
CH 3
b)
CH 3
O CH 2
CH 2
CH 3
c)
CH 3
O CH CH 2
CH 3
CH 3
d)
O CH 3
3. a) Ácido propanoico.
b) Ácido pentanoico.
c) Ácido 2-metilbutanoico.
d) Ácido 2-etil-hexanoico.
e) Ácido benzoico.
4.
O – cetona = 5.
CH 3
CH 2
C
O
OH
– ácido carboxílico = 3.
CH 3
CH 2
CHCH 3
OH
– álcool = 2.
O H
– éter = 4. CH 3
CH 2
C – aldeído = 1. Alternativa correta: e.
O
100
MANUAL DO PROFESSOR

5. a) Etanoato de etila.
b) Etanoato de benzila.
c) Butanoato de isopropila.
d) Metanoato de isopropila.
e) Benzoato de metila.
6. a) etilamina.
b) etimetilamina.
c) isobutilamina.
d) 1-amino-3-metilbenzeno ou m-metilanilina.
7. 1)
H
C
O
OH
= ácido metanoico ou ácido fórmico.
2) OH = hidroxibenzeno ou fenol.
3) H 3
C C CH 2
= propanona ou acetona.
O
4) H 2 N = fenilamina ou anilina.
Alternativa correta: d.
8. R K O K R = éter, R K CHO = aldeído,
R K COOH = ácido carboxílico e
R K COOR = éster.
Alternativa correta: e.
9. a) HCONH 2
= metanamida.
H C O
NH 2
b) H 3
CCH(CH 3
)CH 2
CONHCH 3
=
N,3-dimetilbutanamida
H 3
C CH CH 3
C O
CH 3
NH CH 3
c) H 3
CCH 2
CH(CH 3
)CH(C 2
H 5
)CH 2
CON(CH 3
)CH 2
CH 3
=
N,3-dietil-N,4-dimetil-hexamida.
H 3
C CH 2
CH CH CH 2
C O
CH 3
C 2
H 5
N
C 2
H 5
CH 3
d) CH 3
K CH(CH 3
) K CONH 2
=
2-metilpropanamida.
H 3
C CH C O
CH 3
NH 2
e) (C 6
H 5
)CONH 2
= fenilmetanamida ou
benzanamida.
C 6
H 5
C O
NH 2
MANUAL DO PROFESSOR
101

10. Ácido carboxílico e amina.
11. Ácido carboxílico, amina, amida e éster
12. Da esquerda para a direita:
amida, cetona, álcool, amina, fenol e haleto.
13. a) Cloroetano.
b) 2-bromopropano.
c) Tetracloroeteno.
d) Nitrometano.
e) Nitrobenzeno.
14. 1 – F; 2 – D; 3 – C; 4 – B; 5 – E e 6 – A.
Alternativa correta: c.
Exercícios
pág. 135
1. A importância dos fármacos é que são drogas que podem possibilitar, prevenir, diagnosticar e curar possíveis
males em seres vivos.
2. Esse modelo define que as moléculas das substâncias ativas em nosso organismo seriam como chaves específicas.
Essas chaves interagem com macromoléculas do organismo, chamadas biorreceptores, como se elas
fossem fechaduras. É dessa interação chave-fechadura que resulta a resposta farmacológica de substâncias
ativas presentes em medicamentos. O modelo chave-fechadura permite fazer hipóteses sobre a estrutura do
receptor, a partir da estrutura molecular do fármaco.
3. Morfina: fenol, éter, álcool e HO
amina = 4 grupos funcionais.
O
H N CH 3
HO
Quinina: éter, imina,
álcool e amina =
4 grupos funcionais.
HO
H 3
C O N
N
4. Todo medicamento possui princípio ativo (fármaco), que é a principal substância química da sua fórmula, responsável
pelo seu efeito terapêutico. Na aspirina o princípio ativo é o ácido acetilsalicílico, um ácido carboxílico.
5. Sim, os genéricos fazem o mesmo efeito que os medicamentos de referência. De acordo com a Anvisa, o genérico
“contém o mesmo fármaco (princípio ativo), na mesma dose e forma farmacêutica, é administrado pela
mesma via e com a mesma indicação terapêutica do medicamento de referência”.
6. A vantagem maior de utilizar os genéricos é, com certeza, o preço, uma vez que são produzidos por diversos
laboratórios e não têm os custos de propaganda dos remédios de marca.
7. Infelizmente o acesso ao sabonete não é para todos, parte da população não tem acesso a este bem por falta
de recurso financeiro. O grande consumo de sabonete se dá porque nós, brasileiros, gostamos de tomar banho.
8. O suor humano é uma solução quase inodora (não tem cheiro). As associações com micro-organismos existentes
normalmente na pele que interagem com os componentes do suor causam o odor desagradável e algumas
doenças da pele como a acne. O odor das pessoas não está associado à quantidade de suor que ela produz,
mas à quantidade de bactérias existentes em sua pele.
9. As fragrâncias sintéticas estão substituindo gradativamente as essências naturais, evitando o sacrifício e até a
extinção de espécies vegetais e animais. O uso de matéria-prima sintetizada artificialmente ainda possui outras
102
MANUAL DO PROFESSOR

vantagens, como a possibilidade de se manter um padrão de qualidade independentemente de fatores climáticos
ou de safra e de se produzirem odores exclusivos, não existentes na natureza.
10. Sim, o excesso de produto de higiene pessoal pode tirar toda gordura do corpo, que é uma proteção natural
contra o ressecamente da pele; o uso de perfume de origem duvidosa pode obstruir ou diminuir as atividades
das glândulas sudoríparas, diminuindo o controle térmico do organismo.
11. Os xampus sem sal provocam ainda mais o ressecamento do cabelo. Cabelos que são tratados com tinturas e
alisamentos devem evitar xampus com sal para não agredirem mais os cabelos.
12. Os condicionadores têm a função de eliminar a eletricidade do cabelo, pois atuam interagindo fracamente
com polímeros e proteínas neutras e são capazes de agregar e arrastar moléculas de xampu que ainda estão
no cabelo. Assim, as escamas do cabelo se fecham, o pH do cabelo fica equilibrado e os cabelos ganham maleabilidade.
Capítulo 4
Debata e entenda
pág. 141
1. O conhecimento propicia inúmeras possibilidades de descobertas e a evolução dessas inovações faz surgir
novos materiais a cada dia. Foi assim com os plásticos e tantos outros materiais existentes em nossa sociedade
que de certa forma auxiliam nossa vida.
2. Os plásticos fazem parte da maioria das coisas do cotidiano da sociedade moderna. De computador a roupa,
calçados, embalagens, automóveis, utensílios domésticos, móveis, etc.
3. O destino dos plásticos somente pode ser considerado o lixo se não houver preocupação com a reciclagem.
É importante que toda a sociedade, dos industriais aos consumidores, conheça a necessidade do reaproveitamento
desses materiais para que possa extrair um consumo sustentável e melhor utilização dos recursos
naturais.
4. A geração de lixo associada à longa durabilidade dos plásticos e a geração de materiais tóxicos gasosos ao
serem incinerados.
5. Pontos positivos: baixo custo de produção, facilidade de manuseio, durabilidade. A durabilidade do PET é uma
vantagem e uma desvantagem, pois por não ser biodegradável o PET tende a aumentar o lixo. O baixo custo
acaba sendo uma desvantagem no momento da reciclagem, pois o valor baixo não incentiva a coleta seletiva
do PET.
6. Os plásticos denominados termofixos uma vez moldados não podem ser remodelados, portanto a sua reciclagem
praticamente é impossível, enquanto os plásticos termoplásticos podem ser remodelados, ou seja,
reciclados.
7. O mais importante é a conscientização da sociedade, no sentido de evitar o consumo exagerado.
Exercícios
pág. 158 e 159
1. Polímeros são macromoléculas formadas pela união de monômeros por meio de ligações covalentes, uma
importante característica dos polímeros é a variação da rigidez de acordo com a temperatura. Isso possibilita
que sejam moldados em altas temperaturas e fiquem rígidos em temperatura ambiente.
2. Os plásticos são materiais que podem ser moldados, mas há polímeros naturais que não podem ser moldados
como os carboidratos e as proteínas, pois o seu aquecimento provoca de decomposição do polímero.
3. O baixo custo dos polímeros, a variedade de produtos que podem ser fabricados, a grande durabilidade e baixo
peso, podendo substituir objetos de vidros, de metais e cerâmicos.
MANUAL DO PROFESSOR
103

4. Conhecer as propriedades dos polímeros, principalmente no tocante a sua durabilidade e à possibilidade
de reciclagem, pois o lixo gerado pelos polímeros praticamente não é biodegradável, e saber separar
os diversos tipos de polímeros irá possibilitar um melhor aproveitamento na reciclagem e ao reuso
destes materias.
5. As gomas de mascar são fabricadas a partir de PVA (poliacetato de vinila). A principal característica é sua rigidez
em baixa temperatura e flexibilidade na temperatura do corpo humano, por isso, ao mascar a goma, a temperatura
da boca é suficiente para torná-la flexível.
6. O butanol, pois ambos apresentam a função álcool, neste caso o butanol por apresentar uma maior cadeia
carbônica irá apresentar maiores temperaturas de fusão e ebulição.
7. A presença das ramificações diminui a superfície de atração entre as moléculas, chamada de Força de Van Der
Waals. Quanto mais linear a força de Van Der Waals, mais atuante ela será, aumentando as temperaturas de
fusão e ebulição.
8. 1) Correto – Alcanos são hidrocarbonetos e todos os hidrocarbonetos são apolares e como tal dissolvem em
solventes apolares.
2) Correto – Quanto maior a cadeia carbônica, maior a massa molar e maior será a temperatura de fusão e
ebulição.
3) Correto – Por apresentar hidroxila (OH) os álcoois fazem ligações de hidrogênios, aumentando a força de
atração intermolecular e elevando o ponto de fusão e ebulição se comparado com um hidrocarboneto com
o mesmo número de carbono.
4) Errado – Os ácidos carboxílicos apresentam maior temperatura de ebulição que os álcoois, porque contêm
dois átomos de oxigênio na carboxila que permitem maior número de interações nas suas moléculas.
5) Errado – As aminas apresentam temperatura de fusão e ebulição maior que os hidrocarbonetos, pois apresenta
ligações de hidrogênios entre as suas moléculas.
9. O benzeno, C 6
H 6
, é um solvente apolar, como os compostos orgânicos tendem a serem apolares serão mais
solúveis em solventes apolares. A água é uma substância polar e como tal tende a dissolver compostos polares,
ou seja, que são a maioria dos compostos inorgânicos.
10. A ligação dupla presente nos alcenos é uma ligação PI, ou seja, uma nuvem eletrônica que dificulta a atração
intermolecular diminuindo o ponto de fusão e ebulição se comparado com um alcano (cadeia saturada) com
o mesmo número de carbonos.
11. A ressonância nas estruturas dos aromáticos favorece a atração intermolecular se comparada à de seus correspondentes
acíclicos.
12. 1) Correto – O petróleo é a principal fonte de alcanos, fornece vários combustíveis e matéria-prima para as
indústrias petroquímicas.
2) Correto – Os plásticos são macromoléculas sintetizadas que, ao substituir metais e madeiras, fornecem ao
homem moderno conforto pela versatilidade do seu emprego.
3) Errado – O náilon é um polímero sintético.
4) Correto – Os polímeros podem ser de adição e condensação, quando há formação do polímero e liberação
de uma pequena molécula, normalmente com formação da água.
5) Correto – O náilon e o PET são polímeros sintéticos, e a borracha pode ser natural ou sintética.
13. O propanol, por ser um álcool, apresenta hidroxila (OH) e faz ligação de hidrogênio aumentando a força de
atração intermolecular elevando o ponto de fusão e ebulição se comparado com propano que é um hidrocarboneto.
14. As aminas primárias e secundárias apresentam hidrogênios ligados ao nitrogênio, portanto apresentam ligações
de hidrogênios com a água e entre si, favorecendo um aumento na temperatura de fusão e ebulição.
As aminas terciárias não possuem ligações de hidrogênios o que provoca uma diminuição na temperatura de
fusão e ebulição.
15. Os nitrogênios presente nas aminas e amidas possuem um par de elétrons não ligantes que podem ser doados
caracterizando uma base de Lewis.
104
MANUAL DO PROFESSOR

16. I – Correto – Por ser um polímero é uma macromolécula.
II – Correto – Para haver elétrons livres para que possa ser um condutor elétrico.
III – Errado – Nos compostos orgânicos as ligações são covalentes.
Alternativa correta: d.
17. Insolúveis:
I – É um hidrocarboneto, portanto é uma molécula apolar; IV é um éter, ou seja, uma molécula fracamente
polarizada – ambos são insolúveis em água.
Solúveis:
II – É um álcool formado por dois carbonos e III é um ácido também formado por dois carbonos, ambos são
extremamente solúveis em água.
Alternativa correta: c.
18. I – Correto – A molécula da água é angular e pela diferença de eletronegatividade a água é uma molécula
polar.
II – Errado – Os hidrocarbonetos são praticamente insolúveis em água.
III – Correto – A geometria da água é angular.
IV – Correto – A ligação de hidrogênio ocorre em moléculas onde há ligação de hidrogênio com flúor, nitrogênio
e oxigênio.
Alternativa correta: d.
19. A dimetilamina apresenta em sua estrutura ligação de hidrogênio, o que não acontece com a trimetilamina.
Portanto, sua temperatura de ebulição é maior.
20. Comparando dois isômeros de função, entre um álcool e um éter, o álcool sempre terá um ponto de ebulição
maior por apresentar uma força de interação intermolecular mais intensa à ligação de hidrogênio.
Alternativa correta: d.
21. Entre alcoóis o de maior massa molar, ou seja, maior número de carbonos, irá apresentar maior temperatura
de ebulição.
1 – b; 2 – d; 3 – c; e 4 – a.
Alternativa correta: e.
22. Entre álcoois o de maior massa molar, ou seja, maior número de carbonos, irá apresentar maior temperatura
de ebulição.
Alternativa correta: a.
23. Em substâncias orgânicas de mesma função, quanto mais ramificada a cadeia, menor será o ponto de ebulição.
Alternativa correta: b.
Exercícios
pág. 169 e 170
1. Polímeros significam muitas partes, ou seja, é uma reação entre pequenas moléculas denominadas monômeros
que se ligam por ligações covalentes formandos macromoléculas.
2. São polímeros formados pelas uniões de monômeros formadas por cadeias insaturadas iguais.
3. São polímeros cujos monômeros existem o grupo vinil ou etenil (CH 2
L CH K).
4. São polímeros formados por dois ou mais monômeros diferentes e com a liberação de uma pequena molécula,
normalmente moléculas da água.
5. São polímeros cujos monômeros são o ácido acrílico (CH 2
L CH K COOH)ou o ácido propenoico.
6. Os polímeros da alta densidade são macromoléculas com pouquíssimas ramificações, ou seja, com grande
interação intermolecular, e os de baixa densidade normalmente são macromoléculas ramificadas, portanto
com menor interação intermolecular.
MANUAL DO PROFESSOR
105

7. O polímero base é o poliestireno que, ao ser injetado com ar quente, sofre expansão, dando origem ao isopor.
8. Os poliésteres podem ser obtidos por reações de polimerização de condensação entre um diácido e um diálcool,
que repetirão os monômeros diversas vezes.
9. As poliamidas podem ser obtidas por reações de polimerização de condensação entre um diácido e um diamina,
que repetirão os monômeros diversas vezes.
10. Alta resistência ao calor, baixa condutibilidade elétrica e baixa condutividade térmica.
11. O monômero que dá origem ao PVC é o cloreto de vinila ou cloreto de etenila ou cloro eteno K CH 2
L CHCl.
12. O termo elastômeros se deve à grande elasticidade da macromolécula pela sua estrutura de um polialceno.
13. A vulcanização é adicionar enxofre no polímero formando um polímero tridimensional no qual o enxofre serve
de ponte entre as cadeias carbônicas.
14. Quanto maior o teor de enxofre, maior será a formação da ponte de enxofre, favorecendo a rigidez da borracha.
15. 1) Correto – O número de átomos de carbono que constituem as moléculas de ácido adípico e de hexametilenodiamina
relaciona-se com o nome dado ao polímero obtido na condensação, náilon-66.
2) Correto – A reação de polimerização para a formação do náilon-66 libera água.
4) Correto – O ácido adípico é um ácido dicarboxílico.
16. O baquelite é uma reação entre um fenol e um aldeído fórmico que é repedida inúmeras vezes, portanto é
uma reação de polimerização.
Alternativa correta: d.
17. O poliestireno é uma reação de adição entre fenil eteno ou vinil benzeno ou etenil benzeno.
Alternativa correta: d.
18. a) HC CH + HCl ( H 2
C CH
(acetileno)
Cl
(cloreto de vinila)
b) nH 2
C CH
Cl
cloreto de vinila
(monômero)
P ⋅ Δ
catalisador
H 2
C
CH
Cl
poli (cloreto de vinila)
(polímero)
n
H
H
19. H C C H + HCN →
H C C H →
C
C
H
CN
H
CN n
Alternativa correta: b.
20. Para a formação de um poliéster é necessário que sejam um diácido e um diálcool.
Alternativa correta: e.
21. É um composto vinílico.
Alternativa correta: a.
22. O grupo funcional K O K C K O K ou O CO O é denominado carbonato.
Portanto temos um policarbonato.
Alternativa correta: c.
O
23. O líquido não pode sofrer polimerização, portanto não deve ser insaturado, e o ideal é que seja muito volátil,
ou seja, utilizar o pentano.
Alternativa correta: a.
106
MANUAL DO PROFESSOR

Capítulo 5
Debata e entenda
pág. 180
1. O produto interno bruto é a medida de riqueza de um país, portanto a capacidade produtiva mede a riqueza
de um país.
2. Indústria farmacêutica – Remédio.
Petroquímica – Derivados de petróleos, plásticos, polímeros fertilizantes, etc.
Indústria de alimentos – Alimentos industrializados em geral.
3. Na indústria química o Brasil pode ser considerado um país industrializado, pois estamos entre os 10 países
mais industrializados do mundo, mas em algumas áreas ainda somos um pais exportador de matéria-prima.
4. Algumas vezes a forma como a mídia divulga os acidentes ambientais causados pelas indústrias químicas pode
favorecer um enfoque negativo. Uma maneira de melhorar essa imagem seria mostrar as medidas adotadas,
pelas indústrias, em defesa do meio ambiente, como novas tecnologias, materiais biodegradáveis, técnicas de
despoluição, etc.
5. A utilização de uma indústria sustentável tende a gerar mais emprego, pois irá envolver muitas áreas da economia
envolvendo em consequência maior números de pessoas e com isso mais emprego.
6. A pesquisa favorece novos conhecimentos e a descoberta de novas tecnologias, e associada à gestão sustentável
pode implementar novas áreas de conhecimento e favorecer a indústria.
7. Principalmente uma preocupação constante com o meio ambiente, com a saúde e bem estar dos empregados,
uma preocupação com a comunidade onde está inserida, etc.
8. Escolher produtos de empresas que têm uma preocupação com o meio ambiente, empresas que não façam
exploração de emprego infantil, ou seja, ser um consumidor consciente.
9. Os alunos deverão procurar realizar pesquisas em suas regiões e de fato verificar as existências de indústrias
químicas nas proximidades e colocar na balança os benefícios e os malefícios que estas indústrias trouxeram
para a região.
Exercícios
pág. 191 e 192
1. A indústria química normalmente necessita de um estudo que contemple aspectos que avaliem o impacto ambiental
do empreendimento, assim como os efeitos na economia local e na organização urbana do município.
Também há necessidade de um levantamento da existência de uma mão de obra especializada.
2. O que pesa mais no estudo da implantação de uma indústria são os seguintes fatores: existência de mão de
obra local especializada, acesso fácil às matérias-primas, existência de infraestrutura básica (energia elétrica,
rede de água e esgoto, serviços telefônicos, via de acesso ao local de produção, entre outros), demanda do
produto, além de outros fatores econômicos.
3. Polimerização são reações onde pequenas moléculas se unem formando moléculas maiores, as reações de
polimerização produzem os plásticos e muitos outros materiais comuns em nosso cotidiano.
Craqueamento é um processo que consiste na quebra de moléculas de cadeias longas, de modo a obter moléculas
menores.
4. Da polimerização do etileno ou eteno obtém-se o polietileno.
5. CH 2
L CH K CH 2
K CH 3
+ Br 2
→ CH 2
(Br) K CH(Br) K CH 2
K CH 3
6. a)
b)
Cl
+ HCl c)
NO 2+
H2 O
MANUAL DO PROFESSOR
107

7. Serão necessários 6 átomos de hidrogênio.
8. Plástico em substituição a madeira, metais, etc.
Acrílico em substituição ao vidro.
Policarbonato em substituição à lente de óculos.
9. Por ser uma mistura e as cadeias insaturadas poderem ser polimerizadas e as cadeias longas podem ser craqueadas.
10. A halogenação no benzeno pode ocorrer de duas maneira: por substituição de um hidrogênio por um haleto
ou por adição na insaturação destruindo o anel aromático.
11. a)
Br
CH 3
CH 2
CH 2
b) CH 3
CH 2
CH 2
CH CH 2
CH 3
Nome: 1-bromopropano.
CH 3
Nome: 3-bromo-3-metil-hexano.
Br
H
12. a) CH 3
CH CH 2
+ HI → CH 3
CH CH 3
2-iodopropano
b)
CH 3
CH 3
+ HCl → Cl
1-cloro-1-metilciclo-hexano
13. a) HC CH + HBr ( H 2
C CH
c) CH 3
C C CH 3
+ H O H +
CH
2 Hg
(falta)
2+ 3
C C CH 3
Cl
H CH
(enol)
Cl
b) HC C CH 3
+ HCl ( H 3
C C CH 3
(excesso)
Cl
14. a) Errado – A isomerização é apenas uma característica de substância de mesma fórmula molecular porém
substâncias diferentes.
b) Correto – Os hidrocarbonetos de cadeias longas possuem um ponto de ebulição mais elevado. Nestas
situações, para favorecer um melhor aproveitamento das diferentes frações do petróleo, usa-se o craqueamento,
que consiste na quebra das grandes cadeias carbônicas em cadeias menores. A gasolina,
por exemplo, também pode ser produzida usando o craqueamento de cadeias carbônicas grandes em
menores.
c) Errado – A cadeia ramificada melhora a octanagem da gasolina.
d) Errado – As reações de adição e de substituição podem formar compostos halogenados.
e) Errado – A finalidade do craqueamento é a formação de cadeias menores que podem ser normais ou ramificadas.
O craqueamento consiste em quebrar moléculas grandes para aumentar a produção de frações
menores como a gasolina.
Alternativa correta: b.
15. CH 3
K CH L CH K CH 3
+ Br 2
( CH 3
K CH(Br) K CH(Br) K CH 3
but-2-eno
2,3-dibromobutano
Alternativa correta: d.
16. CH m C K CH 2
K CH 3
+ 2HBr 2
( CH 3
K C(Br) 2
K CH 2
K CH 3
but-1-ino
2,2-dibromobutano
Alternativa correta: d.
17. CH 3
K CH L CH 2
+ H 2
( CH 3
K CH 2
K CH 3
propeno
propano
Alternativa correta: c.
18. O fenol da brasilina foi oxidado em brasileína, formando uma cetona, ou seja, a reação é classificada como
sendo uma reação de oxidação.
Alternativa correta: d.
108
MANUAL DO PROFESSOR

Exercícios
pág. 204 a 206
1. As atividades básicas do profissional da Química consistem em realizar processos de isolamento, identificação
e síntese de substâncias. Ele trabalha em centros de pesquisa, estudando as estruturas das substâncias, as
suas propriedades e os mecanismos de suas reações, por meio de modelos teóricos e de testes experimentais
conduzidos em laboratórios de pesquisa.
2. O químico pode ser empregado em empresa que presta assessoria, consultoria, elaboração de orçamentos,
divulgação e comercialização, vistoria, perícia, avaliação, elaboração de pareceres, laudos e atestados, ensaios
e pesquisas em geral relativas a produtos e processos químicos.
3. A síntese orgânica consiste na construção de novas moléculas, quebrando-as em moléculas menores, formando
outras maiores, adicionando ou retirando átomos.
4. Oxidação, combustão, esterificação, catálises e fermentação.
5. Os vinhos devem ser guardados na horizontal para evitar a entrada de oxigênio e, consequentemente, a oxidação
do etanol transformando em ácido etanoico (vinagre). Devem ser guardados em ambiente climatizado
para diminuir a possibilidade da reação de oxidação.
H 2
SO 4
6. CH 2
L CH 2
+ H 2
O *( CH 3
K CH 2
(OH)
eteno
etanol
7. De acordo com a regra de Markovnikov, na adição de um reagente a uma ligação dupla, a parte positiva do
reagente liga-se ao carbono mais substituído, ou seja, o produto obtido será o propan-2-ol.
H 2
SO 4
CH 2
L CH K CH 3
+ H 2
O *( CH 3
K CH(OH) K CH 3
8. O ácido carboxílico é o ácido butanoico e o álcool é o etanol.
CH 3
K CH 2
K CH 2
K COOH + (HO)CH 2
CH 3
→ CH 3
K CH 2
K CH 2
K COOCH 2
K CH 3
+ H 2
O
9. Na combustão completa há formação de dióxido de carbono, pois a quantidade de oxigênio é suficiente para a
queima total do combustível liberando o máximo de energia. A combustão incompleta é quando a quantidade
de oxigênio é insuficiente liberando como produto monóxido de carbono e carbono e liberando uma quantidade
menor de energia.
10. A fermentação aeróbica é a que ocorre na presença de oxigênio do ar. Como exemplo de fermentação aeróbica,
podemos citar a fermentação do vinho, produzindo vinagre. A fermentação anaeróbica é a que ocorre
sem a presença de oxigênio; é a reação que ocorre nos biodigestores para a produção do biogás (rica em gás
metano).
11. 1) Errado – As reações de adição podem ocorrer em ligações triplas ou mesmo em cadeias cíclicas saturadas
de até 5 carbonos.
2) Correto – As enzimas são proteínas com propriedades específicas.
3) Correto – As reações de oxidação são classificadas como reações de oxidorredução.
4) Correto – Nas reações de combustão incompleta, o fator limitante é a quantidade de oxigênio.
5) Errado – As reações de redução é quando há um aumento da quantidade de átomos de hidrogênio e uma
diminuição dos átomos de oxigênios.
12. a) COOH carboxila (função: ácido carboxílico)
b) H
CO carbonila (função: cetona)
oxidação
H COH
COOH
CH 2
oxidação
H COH
CO
redução
OCH H COH
CH 2
3
OH hidroxila (função: fenol)
OCH 3
OH
OH
13. O vinho possui álcool etílico que rege com o O 2
do ar produzindo ácido acético.
Alternativa correta: a.
OCH 3
MANUAL DO PROFESSOR
109

14. Na reação I, a cetona foi convertida a um álcool secundário por meio de uma reação de redução de carbonila.
Na reação II, o álcool secundário sofreu uma reação de eliminação de água para gerar um alceno. Na reação III,
o alceno foi convertido ao alcano correspondente por meio de uma reação de adição de hidrogênio. Portanto,
a alternativa C está correta.
Alternativa correta: c.
15. a) Correto – O álcool obtido é hidratado (mistura azeotrópica) contendo 96% em volume de álcool e 4% de água.
b) Errado – O álcool obtido é hidratado (mistura azeotrópica) contendo 96% em volume de álcool e 4% de
água. Para obter o álcool absoluto é necessário realizar a desidratação do álcool hidratado.
c) Errado – A fermentação da glicose produz etanol e dióxido de carbono.
d) Errado – A escala GL é uma escala em volume da mistura de álcool etílico e água.
e) Errado – A venda de álcool 96GL é porque é uma mistura azeotrópica.
Alternativa correta: a.
16. I – Desidratação intramolecular (eliminação de H 2
O).
II – Esterificação.
III – Oxidação parcial.
IV – Substituição.
Alternativa correta: a.
17.
O
O
C
KOH C + CH 3
OH
O CH 3
O – K +
Alternativa correta: c.
18. 1) Falso – O grupo K O K CH 3
não dirige a substituição para a posição meta.
2) Falso – A reação ocorre com a presença de um catalisador.
3) Verdadeiro.
4) Verdadeiro.
5) Verdadeiro.
19. a) Errado – Libera energia, ao produzir vapor de água e dióxido de carbono.
b) Errado – Produzido a partir da fermentação de matéria orgânica nos pântanos e nos aterros sanitários é
considerado combustível fóssil proveniente de fonte renovável de energia.
c) Correto – Apresenta menor coeficiente estequiométrico inteiro igual a 3n, na equação química não balanceada
(C 6
H 10
O 5
)n + H 2
O(l) ( CH 4
(g) + + CO 2
(g), que representa uma das reações de fermentação de matéria
orgânica.
d) Errado – Tem estrutura tetraédrica,
e) Correto – É isômero funcional do etano.
O
O
20. a) H 3
C CH 2
C e H 3
C CH 2
C
H
OH
b)
O
H 3
C CH 2
C + HO CH 2
CH 3
→
OH
H 3
C CH 2
C
O
O CH 2
CH 3
+ H 2
O
21. A ozonólise (quebra pelo ozônio) irá produzir um aldeído se a insaturação estiver em um carbono secundário
e uma cetona se o carbono for terciário. Alternativa correta: b.
22. A ozonólise (quebra pelo ozônio) irá produzir um aldeído se a insaturação estiver em um carbono e uma acetona
se o carbono for terciário. Portanto, o produto obtido será etanal, propanona e a formação do peróxido
de hidrogênio. Alternativa correta: e.
23. A combustão de hidrocarbonetos (I e II) e do álcool (IV) libera água e dióxido de carbono. A combustão do
carbono (III) libera apenas dióxido de carbono.
Alternativa correta: c.
110
MANUAL DO PROFESSOR

Anotações
MANUAL DO PROFESSOR
111

Unidade 2
Capítulo 6
Debata e entenda
pág. 217
1. A descoberta, o tratamento, as transformações e a utilização dos metais sempre influenciaram o modo de vida
e o desenvolvimento das sociedades. Para avaliar a importância da influência dos metais na civilização humana,
basta recordar que alguns períodos de nossa Pré-História são caracterizados pelo uso que se fazia dos metais:
Idade do Bronze e Idade do Ferro. Dos metais o homem pode fabricar utensílios para a agricultura e armas para
a sua defesa e melhorar a possibilidade de caças.
2.
Metal Propriedades Substituto
Alumínio
Metal leve e muito maleável e a formação
de óxido de alumínio na parte externa
protegem da ação do oxigênio.
Embarcações, aeronaves, construção civil
principalmente nas estruturas de janelas,
nas embalagens de alimentos e nos
utensílios de cozinha.
A fibra de carbono tem sido
um substituto do alu mínio pela
leveza.
Ferro
Cobre
Ouro
A sua liga, principalmente como aço pela
maleabilidade e ductibilidade, é utilizada na
construção civil, embarcações, automóveis,
indústria de base, infraestrutura, embalagens
de alimento etc.
O cobre é muito dúctil e ótimo condutor
de eletricidade. Por isso é muito
empregado na indústria eletrônica, e suas
ligas são utilizadas desde a Pré-História.
O ouro pela dificuldade de oxidação e
ser maleável e dúctil é muito utilizado
na fabricação de joias, atualmente é
empregado na produção de peças e
dispositivos importantes, na aeronáutica,
medicina e em outras áreas.
Plástico de alta densidade.
Plástico condutor em pesquisa.
Não há um polímero (plástico)
que possa ter as características
do ouro e que venha a substituílo.
3. Principalmente pela questão do preço dos metais, mesmo que atualmente mais baratos, leva-se em conta o
domínio dos processos tecnológicos, custo da produção etc.
4. Utilizar os 3Rs – reduzir o consumo, reutilizar, reciclar – sempre que possível para evitar que haja um esgotamento
das reservas mundiais.
5. Poucos metais são encontrados na natureza como substâncias simples; dentre eles estão o ouro, a prata e o
cobre.
6. A reciclagem do alumínio é importante, pois a obtenção do alumínio a partir da bauxita é por eletrólise ígnea,
portanto ao reciclar estamos economizando energia elétrica e minério, ou seja, menor agressão ao meio ambiente
tanto na exploração do minério como na economia de energia elétrica.
7. Do minério de ferro obtém-se o ferro que é a matéria-prima do aço, liga esta associada ao desenvolvimento industrial
de um país, pois é a matéria para a fabricação de todas as maquinarias das grandes indústrias de bases.
112
MANUAL DO PROFESSOR

8. O cobre pertence ao grupo 11, portanto é um excepcional condutor de eletricidade, porém para fio de alta
tensão são muito utilizados fios de alumínio por causa da menor densidade do metal, apesar de não ser tão
bom condutor quanto o cobre o menor custo e a menor massa compensam o uso do alumínio.
9. Normalmente, os metais são extraídos de substâncias compostas, principalmente óxidos. Esse procedimento
é possível graças à metalurgia, que associa os conhecimentos sobre a redução dos minerais para a obtenção
dos metais. A siderurgia se dedica à fabricação e ao tratamento do aço.
Exercícios
pág. 232 a 234
1. As substâncias metálicas apresentam uma estrutura na qual os átomos dos metais estão organizados em uma
rede cristalina.
2. O brilho dos materiais se deve à reflexão da luz que incide sobre eles. Polidos, os materiais metálicos refletem
a luz, ou seja, brilham.
A cor dos metais normalmente varia entre branco e cinza, sendo que a maioria apresenta a cor prateada e alguns
apresentam outras cores. O ouro tem coloração amarelada; a prata, cor prateada; e o cobre, avermelhada.
3. Ao se aplicar uma pressão em um sólido metálico, os átomos são facilmente deslocados em camadas, formando
lâminas (maleabilidade), pois não existem entre os átomos regiões de menores interações (todas as
interações são iguais). Sob efeito dessa força, a nuvem de elétrons rapidamente se ajusta, e desse modo os
cátions metálicos permanecem unidos, não sendo alterada sua rede cristalina, ou seja, ductibilidade.
4. Não. Ao receber uma forte pressão o cristal quebrará, pois sua estrutura cristalina não permite o deslocamento
de átomos, como acontece nos metais.
5. O aço nada mais é do que o ferro com teores de carbono, que o torna mais resistente ao processo de moldagem
por ser mais maleável.
6. O ouro é o metal mais dúctil, capaz de formar os fios mais finos. Sua estrutura cristalina é formada por uma
nuvem de elétrons que rapidamente se ajusta para que os cátions não sejam desgarrados, ou seja, para que
permaneçam unidos. Não ocorre, portanto, alteração na rede cristalina desse metal quando ele é estirado.
7. Pois os fios necessitam de condutibilidade elétrica, resistência térmica e para as “latarias” pela maleabilidade
do aço, a sua resistência, pelo baixo preço do aço em relação a outros metais menos oxidáveis.
8. A condutibilidade elétrica e a térmica.
9. Porque não possui elétrons livres; estes estão bem presos aos átomos, porém há pesquisa em utilizar cadeias
carbônicas com ligações duplas alternadas que seriam condutores de eletricidade pela mobilidade da ligação
PI das ligações insaturadas.
10. Porque são capazes de conduzir eletricidade e apresentam pouca resistência elétrica.
11. Nas ligas, a resistência a impactos e corrosão e a temperatura de fusão são maiores.
12. O aço é mais resistente a impacto e corrosão do que o ferro, graças à presença de outros elementos, principalmente
baixo teor de carbono que deixa mais maleável.
13. Maleabilidade e ductilidade.
14. Na estrutura cristalina metálica existe um conjunto de cátions (átomos com carga positiva) envoltos em uma
“nuvem” de elétrons (átomos com carga negativa) que interagem, promovendo a coesão dos metais.
15. O sólido metálico apresenta um conjunto de cátions em meio a uma nuvem de elétrons que se deslocam
livremente, por isso, são condutores elétricos. Já no sólido iônico, as partículas que ocupam os pontos da rede
cristalina são íons positivos e negativos, que se encontram presos a essa estrutura, portanto no estado sólido
são isolantes elétricos.
MANUAL DO PROFESSOR
113

16. São misturas sólidas de átomos de dois ou mais elementos químicos, em que a totalidade, ou pelo menos a
maioria, é de elementos metálicos.
17. Por causa da presença de outros elementos que alteram as características químicas e físicas dos metais puros.
Porque as interações entre os átomos constituintes da liga são diferentes das interações que existem entre os
átomos de cada metal.
18. X: molecular, pois apresenta baixa temperatura de fusão e não conduz corrente elétrica em nenhuma condição;
Y: metálica, tem alta temperatura de fusão e é boa condutora de eletricidade; Z: iônica, tem alta temperatura
de fusão e só conduz eletricidade quando líquida ou em solução aquosa.
19. 1) Errado – Alguns metais não reagem com o oxigênio mesmo quando são aquecidos ou expostos ao ar por
muito tempo, é o caso do ouro e da platina.
2) Correto – Devido às ligações metálicas, os metais apresentam altas condutividades elétricas e térmicas,
maleabilidade e brilho metálico.
3) Errado – As ligas metálicas são formadas a partir de ligações metálicas.
4) Correto – Como apresentam elétrons livres das ligações metálicas, eles podem se movimentar com liberdade
caracterizando a corrente elétrica.
20. Nas letras a, b, c e d está ocorrendo transferência de elétrons, ou seja, são reações classificadas como de
oxidorredução, fato observável pela variação de Nox. Na letra e não há transferência de elétrons entre as substâncias
reagentes.
Alternativa correta: e.
21. a) Al = 3+, O = 2– → Al = 0, O = 0.
b) Oxidação – O (2– para 0),
Redução: Al (3+ para 0).
c) A substância Al 2
O 3
contém tanto átomos do elemento que oxidou (oxigênio) quanto átomos do elemento
que reduziu (alumínio), logo esta substância será simultaneamente agente oxidante e agente redutor.
22. O Mn sofre redução passando de 4+ para 0, portanto o agente oxidante é o MnO 2
, pois contém o elemento
reduzido.
Alternativa correta: a.
23. a) Errado – O Cu é o agente redutor, pois sofre oxidação; seu Nox varia de 0 para 2+.
b) Errado – O nitrogênio é o agente oxidante, pois sofre redução; seu Nox varia de 5+ para 2+.
c) Errado – O nitrogênio é o agente oxidante, pois sofre redução; seu Nox varia de 5+ para 2+.
d) Errado – A reação é classificada como oxidorredução, pois há variação de Nox.
e) Correto – O Cu é o agente redutor, pois sofre oxidação; seu Nox varia de 0 para 2+.
Alternativa correta: e.
24. Mg 3
(PO 4
) 2
– Nox P = 5+, H 4
P 2
O 5
– Nox P = 3+, Ca 2
P 2
O 7
– Nox P = 5+, KH 2
PO 2
–
– Nox P = 1+, e Na 2
HPO 3
– Nox P = 3+,
Alternativa correta: a.
25. a) Errado – O Al é o agente redutor, pois sofre oxidação; seu Nox varia de 0 para 3+.
b) Correto – O Al é o agente redutor, pois sofre oxidação; seu Nox varia de 0 para 3+.
c) Errado – A prata do nitrato de prata é o agente oxidante, pois a prata sofre redução; seu Nox varia de 1+
para 0.
d) Errado – A prata do nitrato de prata é o agente oxidante, pois a prata sofre redução; seu Nox varia de 1+
para 0.
e) Errado – A prata do nitrato de prata é o agente oxidante, pois a prata sofre redução; seu Nox varia de 1+
para 0. E o Al é o agente redutor, pois sofre oxidação; seu Nox varia de 0 para 3+.
Alternativa correta: b.
114
MANUAL DO PROFESSOR

26. a) Correto – A evaporação do mercúrio é um processo denominado destilação, pois os vapores do mercúrio
podem ser recuperados por condensação.
b) Errado – A mistura é homogênea, portanto monofásica.
c) Correto – O ponto de ebulição do mercúrio (629,88 K) é menor que o do ouro (3129 K).
d) Correto – O ponto de fusão do mercúrio (234,32 K) é menor que o do ouro.
e) Correto – O ponto de ebulição do mercúrio é menor que o do ouro (1337,33 K).
Alternativa correta: b.
27. I – Correto – Zn sofre oxidação, pois o Nox varia de 0 para 2+.
II – Correto – O Mn sofre redução, pois o Nox varia de 4+ para 3+.
III – Errado – O hidróxido é apenas o eletrólito da pilha.
IV – Correto – O eletrólito é o KOH.
V – Correto – A pilha é um dispositivo que produz uma reação química que gera energia elétrica.
Alternativa correta: c.
28. a) Correto – O Nox do carbono no CO e HCOOH vale 2+.
b) Errado – A sequência com aumento do Nox seria: metanol, metanal, ácido metanoico e dióxido de carbono,
c) Errado – A sequência com diminuição do Nox seria: dióxido de carbono, ácido metanoico, metanal e
metanol.
d) Errado – O Nox do CO é a metade do CO 2
.
e) Errado – O Nox do C no metanal é zero e no ácido metanoico é 2+; no metanol o Nox do C vale 2–.
Alternativa correta: a.
29. Amônia (NH 3
) – Nox do N = 3–; nitrito (NO 2–
) – Nox do N = 3+; e nitrato
(NO 3–
) – Nox do N = 5+.
Alternativa correta: b.
Exercícios
pág. 236 a 238
1. Reduzida, pois têm uma tendência mínima em perder elétrons; não sofrem corrosão e permanecem inalterados
ao longo dos tempos. São metais com baixo potencial de oxidação.
2. a) Zn: redução; recebe 2 elétrons (no reagente).
b) Br 2
: oxidação; cede 2 elétrons (no produto).
c) Ni: oxidação; cede 2 elétrons (no produto).
3. a) Correto – O Cu 2+ é reduzido a Cu 1+ .
b) Incorreto – A glicose reduz o reagente.
c) Correto – A formação óxido de cobre I é um indicativo de positividade.
d) Correto – O Nox do C ligado no ácido carboxílico vale 3+.
Alternativa correta: b.
4. 2KMnO 4
+ 16 HCl → 2KCl + 2MnCl 2
+ 5Cl 2
+ 8H 2
O.
Agente oxidante: KMnO 4
(Mn de +7 para +2); Agente redutor: HCl (Cl de –1 para 0)
5. KMnO 4
(aq) + H 2
SO 4
(aq) + H 2
O 2
(aq) →
→ K 2
SO 4
(aq) + MnSO 4
(aq) + O 2
(g) + H 2
O(l)
1 a Etapa – Calcular o Nox – K = +1 + Mn = +7 + O = –2 + H = +1 + S = +6 + O = –2 + H = +1 + O =
= –1 → K = +1 + S = +6 + O = –2 + Mn = +2 + S = +6 + O = –2 + O = 0 + H =
= +1 + O = –2.
MANUAL DO PROFESSOR
115

O sofre oxidação (de –1 para 0) e Mn sofre redução (de +7 para +2).
2 a Etapa – O (perde 1 elétron, H 2
O 2
– perde 2 elétrons) e Mn (recebe 5 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de elétrons
doados e recebidos.
2KMnO 4
(aq) + aH 2
SO 4
(aq) + 5H 2
O 2
(aq) → bK 2
SO 4
(aq) + 2MnSO 4
(aq) +5O 2
(g) +
+ cH 2
O(l)
4 a Etapa – Ajustar a, b, c
2KMnO 4
(aq) + 3H 2
SO 4
(aq) + 5H 2
O 2
(aq) → 1K 2
SO 4
(aq) + 2MnSO 4
(aq) +5O 2
(g) +
+ 8H 2
O(l)
a) Correto – Conforme o balanceamento acima.
b) Correto – O Mn sofre redução, seu Nox varia de 7+ para 2+.
c) Incorreto – A reação é de oxidorredução, pois há variação de Nox do H 2
O 2
de KMnO 4
.
d) Correto – No H 2
O 2
, o oxigênio sofre oxidação, seu Nox varia de 1– para zero.
Alternativa correta: c.
6. a) Cl 2
+ NaBr → NaCl + Br 2
1 a Etapa – Calcular o Nox –
Cl = 0 + Na = +1 + Br = –1 → Na = +1 + Cl = –1 + Br = 0
Cl sofre redução (de 0 para –1) e Br sofre oxidação (de –1 para 0).
2 a Etapa – Cl 2
(recebe 2 elétrons) e Br (perde 1 elétron).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
1Cl 2
+ 2NaBr → aNaCl + bBr 2
4 a Etapa – Ajustar a e b
1Cl 2
+ 2NaBr → 2NaCl + 1Br 2
b) P 4
+ HNO 3
+ H 2
O → H 3
PO 4
+ NO
1 a Etapa – Calcular o Nox –P = 0 + H = +1 + N = +5 + O = –2 + H = +1 + O = –2 →
→ H = +1 + P = +5 + O = –2 + N = +2 + O = –2
P sofre oxidação (de 0 para +5) e N sofre redução (de +5 para +2).
2 a Etapa – P 4
(perde 20 elétrons) e N (recebe 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
3P 4
+ 20HNO 3
+ aH 2
O → bH 3
PO 4
+ cNO
4 a Etapa – Ajustar a, b e c.
3P 4
+ 20HNO 3
+ 8H 2
O → 12H 3
PO 4
+ 20NO
c) KI + KMnO 4
+ H 2
O → I 2
+ MnO 2
+ KOH
1 a Etapa – Calcular o Nox: K = +1 + I = –1 + k = + 1 + Mn =
= +7 + O = –2 + H = +1 + + O = –2 → I = 0 + Mn =
= + 4 + O = –2 + K = +1 + O = –2 + H = +1
I sofre oxidação (de –1 para 0) e Mn sofre redução (de +7 para +4).
2 a Etapa – I (perde 1 elétron) e Mn (recebe 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
116
MANUAL DO PROFESSOR

3KI + 1KMnO 4
+ aH 2
O
→ bI 2
+ cMnO 2
+ dKOH
4ª Etapa – Ajustar a, b, c e d.
3KI + 1KMnO 4
+ 2H 2
O → 3 / 2I 2
+ 1MnO 2
+ 4KOH
Multiplicar por 2 para obter os menores coeficientes inteiros:
6KI + 2KMnO 4
+ 4H 2
O → 3I 2
+ 2MnO 2
+ 8KOH
d) K 2
Cr 2
O 7
+ HCl → KCl + CrCl 3
+ Cl 2
+ H 2
O
1 a Etapa – Calcular o Nox:
K = +1 + Cr = +6 + O = –2 + H = +1 + Cl = –1 → K = +1 + Cl = –1 + Cr = +3 +
+ Cl = –1 + + Cl = 0 + H = +1 + O = –2.
Cl sofre oxidação (de –1 para 0) e Cr sofre redução (de +6 para +3).
2 a Etapa – Cl 2
(perde 2 elétrons) e Cr (recebe 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos. (Nos produtos, pois temos cloro que sofre oxidação e cloro que não sofreu
oxidação).
aK 2
Cr 2
O 7
+ bHCl → cKCl + 2CrCl 3
+ 3Cl 2
+ dH 2
O
4 a Etapa – Ajustar a, b, c e d.
1K 2
Cr 2
O 7
+ 14HCl → 2KCl + 2CrCl 3
+ 3Cl 2
+ 7H 2
O
e) H 2
S + Br 2
+ H 2
O → H 2
SO 4
+ HBr
1 a Etapa – Calcular o Nox:
H = +1 + S = –2 + Br = 0 + H = +1 + O = –2 → → H + 1 + S = +6 + O = –2 + H = +1 +
+ Br = –1
Br sofre redução (de 0 para –1) e S sofre oxidação (de –2 para +6).
2 a Etapa – Br 2
(recebe 2 elétrons) e S (perde 8 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
2H 2
S + 8Br 2
+ aH 2
O → bH 2
SO4 + cHBr
4ª Etapa – Ajustar a, b e c.
2H 2
S + 8Br 2
+ 8H 2
O → 2H 2
SO 4
+ 16HBr
Dividir por 2 para obter os menores coeficientes inteiros:
H 2
S + 4Br 2
+ 4H 2
O → H 2
SO 4
+ 8HBr
f) Au + HCl + HNO 3
→ AuCl 3
+ H 2
O + NO
1 a Etapa – Calcular o Nox:
Au = 0 + H = +1 + Cl = –1 + H = +1 + N = +5 + O = –2 → Au = +3 +Cl = –1 + H = +1 +
+ O = –2 + N = +2 + O = –2
N sofre redução (de +5 para +2) e Au sofre oxidação (de 0 para +3).
2 a Etapa – N (recebe 3 elétrons) e Au (perde 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
3Au + aHCl + 3HNO 3
→ bAuCl 3
+ cH 2
O + dNO
4 a Etapa – Ajustar a, b, c e d.
3Au + 9HCl + 3HNO 3
→ 3AuCl 3
+ 6H 2
O + 3NO
Dividir por 3 para obter os menores coeficientes inteiros:
Au + 3HCl + HNO 3
→ AuCl 3
+ 2H 2
O + NO
MANUAL DO PROFESSOR
117

7. a) Correto – O cromo do dicromato de potássio varia de 6+ para 3+.
b) Correto – O Nox do C do etanol (–1) é oxidado para +3.
c) Correto – O balanceamento está correto.
d) Incorreto – O Cr do dicromato de potássio sofre redução, portanto é o agente oxidante.
e) Correto – O Cr do dicromato de potássio sofre redução, seu Nox varia de 6+ para 3+.
Alternativa correta: d.
8.
+1+4–6
–3+4
+
+10–14
4–
–2
+1
+5 –2
HCO 3
NH 4
P 2
O 7
Nox = +4
Nox = –3
Nox = +5
+7–8
–2
ClO 4
+12–14
+6 –2
S 2
O 7
2–
Nox = +7
Alternativa correta: b.
Nox = +6
9. H 2
S + O 2
→ SO 2
+ H 2
O
1 a Etapa – Calcular o Nox – H = +1 + S = –2 + O = 0 →
→ S = + 4 + O = –2 + H = + 1 + O = –2.
S sofre oxidação (de –2 para +4) e O sofre redução (de 0 para –2).
2 a Etapa – S (perde 6 elétrons) e O 2
(recebe 4 elétrons).
10.
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de elétrons
doados e recebidos.
4H 2
S + 6O 2
→ aSO 2
+ bH 2
O
4 a Etapa – Ajustar a e b.
4H 2
S + 6O 2
→ 4SO 2
+ 4H 2
O simplificando.
2H 2
S + 3O 2
→ 2SO 2
+ 2H 2
O
Agente oxidante – O 2
Agente redutor – H 2
S
1K 2
Cr 2
O 7
+ 3SnCl 2
+ 14HCl ( 2KCl + 2CrCl 3
+ 3SnCl 4
+ 7H 2
O
–6 redução:
–3
var = 2 ⋅ (–3) = –6
–2
oxidação:
+4
var = 3 ⋅ (2) = 6
2–
Agente oxidante: K 2
Cr 2
O 7
ou Cr 2
O 7
(aq)
Agente redutor: SnCl 2
ou Sn 2+ (aq)
Alternativa correta: a.
11.
1Ag(s) + 2HNO 3
(conc.) → 1AgNO 3
(aq) + NO 2
(g) + H 2
O(I)
0 +1 +5 –2 +1 +5 –2 +4 –2 +1 –2
a) ERRADO – O Ag é o agente redutor, pois sofre oxidação.
b) CORRETO.
c) ERRADO – O nitrogênio sofre redução (de +5 para +4).
d) ERRADO – O HNO 3
é o agente oxidante, pois sofre redução.
e) ERRADO – Na equação acima é formado apenas 1 mol de H 2
O/l.
Alternativa correta: b.
118
MANUAL DO PROFESSOR

12. 1) Errado – O Fe +3 está recebendo elétron, logo ocorre redução.
2) Errado – O cloro permanece com o mesmo Nox e o crômio sofre oxidação.
3) Correto – O agente redutor provoca redução do oxidante, perde elétrons e o seu nox aumenta. O
agente oxidante provoca oxidação do redutor, recebe elétrons e o seu nox diminui.
4) Errado – O hidrogênio não varia seu estado de oxidação.
13.
Δ = 3 ⋅ 1 = 3/ = 1 Δ = 3 ⋅ 1 = 3/ = 1
½P 4
+ 3H 2
O → 1PH 3
(g) + 1HPO 3
2
+ 2H
0
redução: var = –3
–3
+3
oxidação: var = 3
Multiplicando toda a equação química por 2.
2–
1P 4
(s) + 6H 2
O(I) → 2PH 3
(g) + 2HPO 3
(aq) + 4H + (aq)
Alternativa correta: a.
14.
3Au 3
P + 1AuCl 3
+ 6H 2
O → 3H 3
PO 2
+ 10Au + 3HCl
–1
redução: var = 1
0
+3
redução: var = 3
–3
+1
oxidação: var = 1 – (–3 = 4)
a) Agente oxidante: AuCl 3
Agente redutor: Au 3
P
b) 3Au 3
P + 1AuCl 3
+ 6H 2
O → 3H 3
PO 2
+ 10Au + 3HCl
15. a) HNO 3
+ P 4
+ H 2
O → H 3
PO 4
+ NO
1 a Etapa – Calcular o Nox:
H = +1 + N = +5 + O = –2 + P = 0 + H = +1 + O = –2 → H = +1 + P = +5 + O = –2 +
+ N = +2 + O = –2.
P sofre oxidação (de 0 para +5) e N sofre redução (de +5 para +2).
2 a Etapa – P (perde 5 elétrons – P 4
perde 20 elétrons) e N (recebe 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
20HNO 3
+ 3P 4
+ aH 2
O → bH 3
PO 4
+ cNO
4 a Etapa – Ajustar a, b e c.
20HNO 3
+3P 4
+ 8H 2
O → 12H 3
PO 4
+ 20NO
b) Bi 2
O 3
+ NaClO + NaOH → NaBiO 3
+ NaCl + H 2
O
1 a Etapa – Calcular o Nox:
Bi = +3 + O = –2 + Na = +1 + Cl = +1 + O = –2 + Na = +1 + O = –2 + H = +1 →
→ Na = +1 + Bi = +5 + O = –2 + Na = +1 + + Cl = –1 + H = +1 + O = –2.
Bi sofre oxidação (de +3 para +5) e Cl sofre redução (de +1 para –1).
2 a Etapa – Bi (perde 2 elétrons – Bi 2
perde 4 elétrons) e Cl (recebe 2 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
2Bi 2
O 3
+ 4NaClO + aNaOH → bNaBiO 3
+ cNaCl + dH 2
O
MANUAL DO PROFESSOR
119

4 a Etapa – Ajustar a, b, c e d
2Bi 2
O 3
+ 4NaClO + 4NaOH → 4NaBiO 3
+ 4NaCl + 2H 2
O Simplificando
1Bi 2
O 3
+ 2NaClO + 2NaOH → 2NaBiO 3
+ 2NaCl + 1H 2
O
c) As 2
S 5
+ HNO 3
+ H 2
O → H 3
AsO 4
+ H 2
SO 4
+ NO
1 a Etapa – Calcular o Nox:
As = +5 + S = –2 + H = +1 + N = +5 + O = –2 + H = +1 + O = –2 →
→ H = +1 + As = +5 + O = –2 + H = +1 + S = +6 + O = –2 + N = +2 + O = –2.
S sofre oxidação (de –2 para +6) e N sofre redução (de +5 para +2).
2 a Etapa – S (perde 8 elétrons – S 5
perde 40 elétrons) e N (recebe 3 elétrons).
3 a Etapa – Colocam-se os coeficientes das substâncias, invertendo a variação para ajustar os números de
elétrons doados e recebidos.
3As 2
S 5
+ 40HNO 3
+ aH 2
O →
→ bH 3
AsO 4
+ cH 2
SO 4
+ dNO
4 a Etapa – Ajustar a, b, c e d
3As 2
S 5
+ 40HNO 3
+ 4H 2
O →
→ 6H 3
AsO 4
+ 15H 2
SO 4
+ 40NO
16. I – Errado – O zinco sofreu redução.
II – Correto – Se no topo está a 907 °C, a reação de oxirredução ocorreu em temperatura superior.
III – Errado – A reação que ocorreu foi a redução do zinco e a oxidação do carbono.
Alternativa correta: b.
17. a) Correto – De 55% a 60% do mercúrio.
b) Errado – O Hg é oxidado de Zero para 2+.
c) Errado – O Hg é mais denso que a água, pois vai para o fundo na água.
d) Errado – O mercúrio acumulado no peixe está na forma de cátion..
Alternativa correta: a.
Capítulo 7
Debata e entenda
pág. 245
1. Entre outras atitudes, pela definição de legislações e políticas de prevenção, além da fiscalização. E principalmente
vontade política, pois envolve grande interesse econômico e grandes indústrias poluidoras.
2. Desenvolvendo novas tecnologias que utilizem materiais menos poluentes, além de coletas e tratamento das
pilhas e baterias utilizadas.
3. Além de programas de conscientização dever-se-ia incentivar a devolução de pilhas usadas por meio de desconto
na compra de novas. Poderia também ser colocados em locais de grande movimento postos de coleta
de pilhas e baterias usadas.
4. Átomos de diferentes metais estão presentes em estruturas fundamentais como, por exemplo, o ferro na hemoglobina.
Outros metais na forma de cátions são importantes no equilíbrio químico do organismo humano.
5. Por meio da contaminação de ambientes podem provocar desequilíbrios em sistemas vitais. Normalmente os metais
pesados são acumulativos e tendem a depositar no SNC provocando danos irreparáveis aos mamíferos de um
modo geral.
120
MANUAL DO PROFESSOR

6. A tabela abaixo apresenta uma relação de efeitos causados por metais pesados ao organismo.
Efeitos causados à saúde por alguns metais pesados
Metal Onde é encontrado Efeitos
mercúrio
• equipamentos e aparelhos elétricos de medida
• produtos
• farmacêuticos
• lâmpadas de neônio, fluorescente e de arco de
mercúrio
• interruptores
• baterias/pilhas
• tintas
• amaciantes
• antissépticos
• fungicidas
• termômetros
• distúrbios renais
• distúrbios neurológicos
• efeitos mutagênicos
• alterações metabólicas
• deficiências nos órgãos
sensoriais
cádmio
• baterias/pilhas
• plásticos
• ligas metálicas
• pigmentos
• papéis
• resíduos de galvanoplastia
• dores reumáticas e
miálgicas
• distúrbios metabólicos
levando à osteoporose
• disfunção renal
chumbo
• tintas, como as de sinalização de rua
• impermeabilizantes
• anticorrosivos
• cerâmicas
• vidros
• plásticos
• inseticidas
• embalagens
• pilhas
• perda de memória
• dor de cabeça
• irritabilidade
• tremores musculares
• lentidão de raciocínio
• alucinação
• anemia
• depressão
• paralisia
Fonte: JARDIM, N. S. (Coord.)
et al. Lixo municipal: manual de
gerenciamento integrado. São
Paulo: IPT/Cempre, 1995. p. 34.
7. Por que podem conter átomos de metais potencialmente perigosos ao ser humano e ao ambiente.
Exercícios
pág. 257 a 259
1. É um sistema em que ocorrem reações de oxidorredução (transferência de elétrons entre as espécies químicas).
Essas reações podem ser utilizadas para gerar eletricidade.
2. Devido a várias sobreposições de lâminas de cobre, zinco e feltro embebido em ácido sulfúrico, de forma a
ficarem empilhados.
3. A eletroquímica trata da conversão de energia elétrica em energia química nas células eletrolíticas, bem
como da conversão de energia química em elétrica nas pilhas galvânicas.
4. O conhecimento das atividades dos metais, principalmente na sua reatividade química, define como serão
aproveitados na sociedade para a geração de energia ou proteção catódica de alguns metais.
5. a) Al. c) Ni.
b) Ba.
6. A palha de aço não enferrujou, o fenômeno observado deve-se ao fato de que os íons de cobre da solução
recebem elétrons do ferro, formando átomos neutros de cobre que são da cor avermelhada.
MANUAL DO PROFESSOR
121

7. a) Zinco – Por ter maior potencial de oxidação.
b) Do zinco para o cobre – Do ânodo para o cátodo.
c) Prata – O íon Ag + reduz em metal de prata.
d) Com maior massa – O íon Ag + reduz em metal de prata.
e) O zinco – O ânodo cede elétrons.
f) Zn 2+ – O zinco metálico oxida em íon de Zn 2+ .
g) A finalidade da ponte salina é permitir um fluxo de íons, dos cátions para o cátodo e dos ânions para o ânodo.
8. Para aumentar a vida de uma pilha, devemos aumentar a quantidade de matéria dos reagentes, ou seja, do
zinco metálico ou do cátion Cu 2+ .
Alternativa correta: a.
9. Haverá a formação de cristais de prata nos pedaços de zinco, ferro e cobre, pois todos estarão transferindo elétrons
para a prata que é menos reativa que os demais. A solução ficará contaminada com íons de zinco, ferro e cobre.
10. Poderão ser utilizados tanques de chumbo e o revestido com estanho, pois esses metais são menos reativos
que o níquel.
11. 1) Correto – O bário está acima do cobre na tabela.
2) Errado – O cobre está abaixo do níquel em reatividade.
3) Correto – O ferro, sendo mais reativo que o estanho, provoca redução do íon de estanho, e o ferro sofre
oxidação.
4) Errado – O zinco sofre oxidação na presença de solução de chumbo, dissolvendo-se na solução.
12. 1) Correto – O cobre é mais reativo que a prata, logo sofre oxidação passando para a solução que fica azul e
a prata reduz-se, cristalizando no fio de cobre.
2) Errado – A experiência mostra que o cobre é mais reativo que a prata.
3) Correto – O cobre sofre oxidação e o íon de prata sofre redução.
4) Correto – O elemento que reduz é o íon de prata e o cobre oxida.
13. São os dois compartimentos da pilha, sendo que cada um deles contém determinado metal mergulhado em
uma solução aquosa de sal formada a partir desse mesmo metal.
14. Anodo é o eletrodo onde ocorre oxidação. O catodo é o eletrodo positivo de uma pilha.
15. A ponte salina permite o movimento de íons na célula. Assim, a solução se mantém neutra com relação às
partículas carregadas (íons) na solução, e também fecha o circuito elétrico.
16. Pode-se concluir que a reação ocorrida na pilha atingiu o ponto de equilíbrio.
17. Anodo: Cu → Cu 2+ + 2 e – E 0 = –0,52 V
Catodo: 2Ag + + 2 e – → 2Ag E 0 = + 0,80 V
Global: Cu + 2Ag + → Cu 2+ + 2Ag
Alternativa correta: d.
18. No catodo, que é o eletrodo onde ocorre redução.
19. a) Anodo: Fe 2+ (aq) → Fe 3+ (aq) + e – ,
Catodo: Ag + (aq) + e – → Ag(s),
Global: Ag + (aq) + Fe 2+ (aq) → Ag(s) + Fe 3+ (aq).
b) Catodo: 2Au 3+ + 6 e – → 2Au 0 ,
Anodo: 3Co 0 → 3Co 2+ + 6 e – ,
Global: 3Co 0 + 2Au 3+ → 3Co 2+ + 2Au 0 .
122
MANUAL DO PROFESSOR

20. ddp = E 0 (Fe) – E 0 (Al) = (–0,44 V) – (–1,66 V)
ddp = +1,22 V
21. ddp = E 0 (Ag) E 0 (I 2
); 0,26 V = (+0,80 V) – E 0 (I 2
)
E 0 (I 2
) = + 0,54 V
22. Anodo: 3 Cu 0 → 3Cu 2+ + 6 e – E 0 = –0,34 V
Catodo: 6 e – + 2Au 3+ → 2Au 0 E 0 = + 1,50 V
Global: 3Cu 0 + 2Au 3+ → 3Cu 2+ + 2Au 0
ΔE 0 = +1,16V
23. Como o cobre metálico se deposita sobre as placas nos dois recipientes, conclui-se que o íon Cu 2+ é reduzido
pelo zinco e pelo chumbo metálico que sofrem oxidação. Por sofrer redução o cátion Cu 2+ é o agente oxidante
e o metal zinco e chumbo ao sofrer oxidação são os agentes redutores.
Alternativa correta: a.
24. Pesquisando numa tabela de potenciais de redução, têm-se os seguintes valores:
E 0 (Fe) = –0,41 V E 0 (Sn) = –0,14 V
Isso significa que o ferro, tendo menor potencial de redução que o estanho, sofrerá oxidação e o estanho
sofrerá redução, uma reação espontânea do tipo pilha eletroquímica.
Alternativa correta: b.
25. a) Errado – Os elétrons não se movimentam no circuito interno da pilha.
b) Errado – O eletrodo de manganês é o anodo, pois ocorre oxidação.
c) Correto – A representação mostra oxidação do manganês e redução dos íons prata.
d) Errado – Com o passar do tempo, devido à deposição de prata metálica, o eletrodo de prata terá aumento
de massa.
e) Errado – O eletrodo de prata, catodo da pilha, é o polo positivo.
Alternativa correta: c.
26. Numa pilha eletroquímica, o eletrodo positivo recebe elétrons, ou seja, sofre redução.
Alternativa correta: d.
27. Para responder a questão, observe o esquema da reação:
• oxidação do zinco metálico – possui menor potencial de redução.
• redução do cátion Ag 1+ – possui maior potencial de redução.
a) Correto – Para a prata sofrer redução espontânea no processo, ele apresenta maior potencial de redução
que o zinco.
b) Errado – Quem sofre oxidação é o zinco, logo os elétrons fluem do Zn 0 para o Ag 1+ .
c) Errado – O zinco oxida-se, logo é o agente redutor.
d) Errado – O zinco apresenta maior potencial de oxidação que a prata, logo é melhor redutor que a prata.
e) Errado – O processo é espontâneo, portanto a reação é denominada pilha eletroquímica.
Alternativa correta: a.
28. E 0 = E 0 (Pb) – E 0 (Ca) = (–0,13) – (–2,76) = +2,63 V
Alternativa correta: b.
29. A maior ddp é alcançada ao se utilizar o maior potencial de redução com o de menor potencial de redução,
no caso a prata e o zinco.
E 0 = E 0 (Ag) – E 0 (Zn) = (+0,80) – (–0,80) = +1,60 V
Alternativa correta: b.
MANUAL DO PROFESSOR
123

Exercícios
pág. 267 e 268
1. A sociedade moderna necessita cada vez mais de energia. As pilhas e baterias são fontes de energia versátil
que têm por finalidade colocar em funcionamento os inúmeros aparelhos portáteis e brinquedos movidos
à energia.
2. A eletricidade é produzida a partir de uma reação química espontânea. Em uma reação de oxidorredução, ou
seja, em uma reação com transferência de elétrons.
3. A pilha galvânica funciona com base no princípio de que a oxidação e a redução podem ser levadas a ocorrer
simultaneamente em locais separados, ocorrendo a transferência de elétrons através de um condutor externo.
4. É a representação de uma pilha, em que a oxidação Fe a Fe 2+ ocorre no anodo e a redução de Ag + a Ag 0 ocorre
no catodo. Além disso, a barra simples indica a separação entre fases; e a barra dupla, a presença de uma
ponte salina.
5. Porque o eletrólito contido na pilha continua a corroer o recipiente e pode furá-lo, prejudicando o aparelho.
6. São aquelas na qual o eletrólito não é líquido, mas uma pasta eletrolítica.
7. Na pilha alcalina a pasta eletrolítica contém íons de potássio, um metal alcalino, enquanto na pilha comum há
íons de amônio como eletrólito.
8. O ferro deverá se oxidar e interagir com H + presente na solução, transformando-se em Fe 2+ e liberando H 2
,
enquanto o cobre permanecerá reduzido.
9. Não, pois para um elemento químico doar elétrons (oxidação) obrigatoriamente um elemento químico deverá
receber os elétrons (redução), portanto não é possível existir uma reação somente com oxidação ou redução.
10. Oxidação: Cd(s) + 2OH – (aq) → Cd(OH) 2
(s) + 2 e –
Redução: 2NiO(OH)(s) + 2H 2
O(l) + 2 e – → 2Ni(OH) 2
(s) + 2OH – (aq)
Cd(s) + 2NiO(OH)(s) + 2H 2
O(l) → Cd(OH) 2
(s) + 2Ni(OH) 2
(s) (descarga)
Cd(OH) 2
(s) + 2Ni(OH) 2
(s) → Cd(s) + 2NiO(OH)(s) + 2H 2
O(l) (recarga)
11. Sim. Anodo é o eletrodo onde ocorre oxidação. Na reação da pilha dada, o zinco passa do estado de oxidação 0
para 2+, o que indica que está sofrendo oxidação; por outro lado o mercúrio passa do Nox 2+ para 0, o que indica
redução que ocorre no catodo.
12. ΔE 0 = E 0 (Pb) – E 0 (PbO 2
) = (+0,34) – (–1,66) = +2,00 V por pilha eletroquímica.
ΔE 0 = 12,0 V para 6 pilhas em série.
13. 1) Falso – O Mn sofre redução, passa de 4+ para 3+, ou seja, é o agente oxidante.
2) Falso – O eletrodo de zinco é o anodo da pilha e o grafite está mergulhado na solução que sofre redução,
portanto o fluxo de elétrons será do eletrodo de zinco para o grafite.
3) Falso – A reação global da pilha é:
Zn(s) + 2MnO 2
(s) + 2NH 4
+(aq) → Zn 2
+(aq) + Mn 2
O 3
(s) + 2NH 3
(aq) + H 2
O(l)
4) Correto – O MnO 2
é um reagente, ao consumir totalmente o dióxido de manganês a pilha deixará de funcionar
por não ter mais o agente oxidante.
14. a) Anodo: Ni 0 → Ni 2+ + 2 e – E 0 = + 0,23 V
Catodo: 2 e – + 2Ag+ → 2Ag 0 E 0 = + 0,80 V
Global: Ni 0 + 2Ag+ → Ni 2+ + 2Ag 0
ΔE 0 = +1,03 V
b) Sentido dos elétrons – do eletrodo do níquel para o eletrodo de prata.
c) ΔE 0 = E 0 (Ag) – E 0 (Ni) = (+0,80) – (–0,23) = +1,03 V
124
MANUAL DO PROFESSOR

15. I – Errado – No anodo ocorre a oxidação do lítio.
II – Errado – A ddp da pilha de lítio e iodo é de +3,59 V.
III – Correto – O polo positivo da pilha ou o catodo é o iodo.
IV – Correto – O I 2
sofre redução, portanto será o agente oxidante.
Alternativa correta: e.
16. a) Anodo: H 2
(g) → 2H + + 2 e – E 0 = 0,00 V
Catodo: 2 e – + ½O 2
(g) + 2H + → H 2
O(l)
E 0 = + 1,20 V
Global: H 2
(g) + ½O 2
(g) → H 2
O(l)
ΔE 0 = +1,20 V
b) No catodo.
17. No anodo ocorre a oxidação do zinco metálico, formando o hidróxido de zinco com doação de 2 elétrons.
Zn + 2OH – → Zn(OH) 2
+ 2 e –
Alternativa correta: e.
18. a) Da reação global temos:
• H 2
(g) sofre oxidação, portanto é o anodo da pilha.
• O 2
(g) sofre redução, portanto é o catodo da pilha.
ΔE 0 = (+0,40) – (–0,83) = +1,23 V
b) 2H 2
(g) + O 2
(g) → 2H 2
O(l)
n(O 2
) = 54 g(H 2
O) ⋅
( )
⎡ 1 mol O ⎤
2
⎢ ⎥ = 1,5mol de O
⎣⎢
36 gHO ( 2 )
2
(g).
⎦⎥
19. 01. Correto – O zinco metálico sofre oxidação, portanto é o anodo da pilha.
02. Correto – A mistura de dióxido de manganês e carvão recebem os elétrons, portanto sofrem redução, ou seja, é
o catodo da pilha.
04. Errado – Os átomos de carbono do grafite são apenas um eletrodo que permite a passagem dos elétrons para
a mistura de dióxido de manganês e carvão.
08. Correto – A pasta úmida é um eletrólito que permite a passagem dos íons.
16. Correto – O zinco metálico sofre oxidação doando 2 elétrons, portanto é o anodo da pilha.
Somatório: 27.
Debata e entenda
pág. 271
1. a) Os problemas levam à necessidade de se gerar novos conhecimentos.
b) A tecnologia surge em função da compreensão da estrutura da matéria e funcionamento de novos materiais.
c) Ao desenvolver novos materiais e produtos que, quando incorporado ao sistema, levam a mudanças de
hábitos.
2. Vidros substituindo plásticos, por exemplo. Nesse caso, apresentam maior resistência, mas não são facilmente
recicláveis.
Fibras sintéticas substituindo fibras naturais, poliéster e poliamidas substituindo o algodão. A vantagem das
fibras sintéticas é que amarrotam pouco e a grande desvantagem é que absorvem pouco suor. Atualmente
estão sendo pesquisadas fibras que absorvem o suor, mas o custo ainda é muito alto.
MANUAL DO PROFESSOR
125

3. O uso dos 3Rs – reduzir o consumo, reutilizar sempre que possível e a reciclagem o máximo possível.
4. Desenvolvendo materiais alternativos e metodologias de reciclagem desses materiais.
5. •
que possível preferem importar para manter o seu estoque para uma utilização no futuro.
• Esses investimentos são necessários, mas precisam ser avaliados para que não se permita invasão em nossa
soberania.
6. O alumínio é um metal totalmente reciclável, portanto, se o ciclo de vida do produto de alumínio é curto, significa
que rapidamente esse produto será descartado e então reciclado.
7. Na verdade, cada um possui suas responsabilidades, em diferentes níveis. Portanto todos têm uma parcela da
responsabilidade no uso, na fabricação, na reutilização, na reciclagem, etc.
8. O cobre é muito utilizado na confecção de materiais eletroeletrônicos. Nos EUA o consumo de cerca de 1,82
milhão toneladas é maior que o consumo de 77 mil toneladas na Índia, refletindo a forma de consumo e o
grande poder aquisitivo dos norte-americanos em relação aos indianos.
Exercícios
pág. 281 e 282
1. Numa reação de oxidorredução provocada pela corrente elétrica.
2. Passagem de corrente elétrica através de um meio eletrolítico, por uma substância iônica fundida ou uma solução
aquosa de certas substâncias que sofrem ionização ou dissociação nesse meio.
3. No anodo, polo positivo e onde ocorrem as oxidações no catodo, polo negativo e onde ocorrem as reduções.
4. A eletrólise ígnea é aquela realizada com o eletrólito fundido na ausência de água. No caso da eletrólise aquosa,
a célula eletrolítica contém, além das substâncias que irão oxidar e reduzir, um meio aquoso, no qual os
eletrodos ficam imersos favorecendo o fluxo de elétrons.
5. É aquele que não sofre alteração quando usado, ou seja, apresenta grande resistência ao calor, aos eletrólitos
presentes e à passagem de corrente elétrica.
6. Depende da eletrólise. Há caso em que somente um dos dois é decomposto, e casos em que ambos podem
ser decompostos, ou mesmo somente o solvente é decomposto (hidrólise).
7. Nas indústrias de vários materiais, nos processos de niquelagem, cromagem, banho de ouro (folheado) etc.
8. Nas pilhas as reações são espontâneas; na eletrólise as reações são forçadas por uma corrente elétrica direcionada.
9. 2H 2
O → 2H 2
+ O 2
.
O oxigênio da hidroxila é oxidado e o hidrogênio é reduzido a gás hidrogênio.
10. a) 2Na + + 2 e – → 2Na 0 (reação no catodo)
2Cl – → Cl 2
+ 2 e – (reação no anodo)
2Na + + 2Cl – → 2Na 0 + Cl 2
(reação global)
b) Sódio metálico e gás cloro.
11. É o processo de recobrir um objeto com uma película fina de metal, depositando-o sobre o objeto por eletrólise.
12. 1) Errado – Na pilha o polo positivo é o catodo onde ocorre redução, enquanto na eletrólise o polo positivo é
o anodo onde ocorre redução.
2) Errado – Numa eletrólise aquosa ocorre competição entre íons nos eletrodos, podendo tanto íons do soluto
como do solvente reagir.
126
MANUAL DO PROFESSOR

3) Correto – Eletrólise é uma reação de oxidorredução forçada por corrente elétrica direcionada.
4) Errado – Os eletrodos inertes são inativos em relação aos processos eletroquímicos.
5) Correto – Na eletrólise, a redução ocorre no catodo, polo negativo.
13. 1) Correto – As reações eletroquímicas envolvem oxidações e reduções com transferência de elétrons.
2) Errado – Uma pilha galvânica produz eletricidade a partir de uma reação de oxidorredução espontânea.
3) Correto – A força eletromotriz de uma pilha corresponde à diferença de potenciais dos eletrodos.
4) Correto – O Faraday é uma grandeza que equivale à carga elétrica correspondente a 1 mol de elétrons
(6,02 ⋅ 10 23 elétrons ou 96 500 C).
5) Correto – Potencial padrão de redução indica a capacidade da substância ou espécie química reduzir em
relação a outras espécies.
14. A massa depositada pela eletrólise é dada pela equação: Ca 2+ + 2 e – → Ca(s).
m = KMit/ne, onde K é uma constante de proporcionalidade igual ao inverso do Faraday, M é a massa molar
do elemento, i a corrente elétrica em Ampère, t é o tempo em segundos e ne o número de elétrons envolvidos
na reação. Substituindo os valores dados, teremos:
( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ⋅ )
( )
1 ⎡ 40 g / mol 050 , A 30 60 s ⎤
m = ⋅
⎣
⎦
= 0,
186 g
−
96 500C
2e
m = 0,186 g.
15. a) Errado – A oxidação ocorre no anodo da célula.
b) Certo – A eletrólise é uma reação forçada por uma corrente elétrica direcionada.
c) Errado – Qualquer composto que sofra ionização em água ou dissociação iônica pode sofrer eletrólise
aquosa.
d) Errado – De acordo com o balanceamento da reação dada, ocorre produção de 1 mol de hidróxido de sódio.
Alternativa correta: b.
16. a) Certo – No catodo há produção de gás hidrogênio.
b) Certo – No anodo ocorre oxidação do ânion cloro.
c) Errado – O oxigênio da água não sofre nem oxidação nem redução no processo.
d) Certo – Na cuba eletrolítica ocorre formação de hidróxido de sódio que fica dissolvido em água.
Alternativa correta: c.
17. a) Errado – A passagem da corrente irá alterar o eletrólito, pois pode ocorrer a decomposição do soluto, do
solvente ou parte de ambos, alterando o pH.
b) Correto – A corrente elétrica flui pela solução eletrolítica.
c) Correto – No anodo ocorre a oxidação e no cátodo ocorre a redução.
d) Correto – No circuito externo o fluxo dos elétrons será do anodo para o catodo.
e) Errado – A quantidade de ânions e de cátions dependerá das cargas dos íons, se forem de mesma carga, a
quantidade será exatamente igual, porém se as cargas forem diferentes estas quantidades serão proporcionais
a suas cargas.
Alternativas corretas: a e e.
18. A água da solução se decompõe, a quantidade de NaOH permanece constante.
19. Íons presentes: H + , OH – e SO 4
2–
Reação no catodo: 2H + + 2 e – → H 2
(g)
Reação no anodo: H 2
O → 2H + + ½O 2
+ 2 e –
Somando-se as duas equações temos:
H 2
SO 4
+ H 2
O → H 2
+ ½O 2
+ 2H + + SO 4
2–
MANUAL DO PROFESSOR
127

20. A quantidade de uma substância depositada eletroliticamente é proporcional à quantidade de carga elétrica
que atravessa o eletrólito.
21. No polo negativo (catodo) ocorre a redução da água com liberação de OH – (torna a fenolftaleína vermelha),
com a liberação de gás hidrogênio. No polo positivo (anodo) ocorre oxidação da água com liberação do gás
oxigênio e liberação de H + .
A equação global que ocorre é:
2H 2
O(l) → H 2
(g) + ½O 2
(g) + OH –
Alternativa correta: a.
22. a) Correto – Os metais alcalinos só podem ser obtidos por eletrólise ígnea.
b) Errado – Na eletrólise da água o gás hidrogênio é liberado no polo negativo ou cátodo e o gás oxigênio é
liberado no polo positivo ou anodo.
c) Correto – A quantidade de energia fornecida será proporcional à quantidade de material depositado ou
liberado nos eletrodos.
d) Correto – A fonte externa fornece a energia necessária para ocorrer a reação de oxidor-redução dos eletrólitos.
e) Correto – A obtenção do alumínio ocorre por eletrólise ígnea do óxido de alumínio ou da bauxita.
Alternativa correta: b.
23. 1) Correto – Nos processos eletroquímicos, a redução ocorre no anodo e a oxidação no catodo.
2) Correto – A eletrólise é um processo de oxidorredução não espontâneo onde a fonte externa fornece a
energia necessária para a ocorrência da reação química.
3) Errado – A eletrólise pode ser ígnea ou em solução aquosa.
4) Errado – A eletrólise é um processo de oxidorredução não espontâneo.
Alternativa correta: c.
Anotações
128
MANUAL DO PROFESSOR

Anotações
MANUAL DO PROFESSOR
129

Unidade 3
Capítulo 8
Debata e entenda
pág. 289
1. Depende. Se a dose de radiação acumulada no indivíduo for elevada provocará danos a sua saúde, caso contrário,
poderá ser a cura de alguma doença, como o câncer. A radiação também é utilizada para diagnosticar
doenças na tireoide.
2. Sim. O nosso planeta é bombardeado incessantemente por radiações oriundas do Sol e de outros astros de
nossa galáxia.
3. Sim, pois os habitantes dessas regiões receberão doses de radiação bem mais elevadas do que a média do
planeta, portanto indivíduos mais sensíveis à radiação podem desenvolver doenças relacionadas à radiação.
4. O homem moderno é um consumidor de energia, a grande demanda de energia tem provocado danos ao meio
ambiente, seja para produção de energia em usina hidrelétrica por inundações de extensas áreas, seja na produção
em usina termelétrica na queima de combustíveis fósseis com liberação de grande quantidade de gases responsáveis
pelo efeito estufa. Por isso hoje há defensores da energia nuclear para a produção de energia elétrica
por considerar que a mesma é uma energia limpa, porém há de considerar o risco de um acidente nuclear e o
que fazer com o lixo radioativo gerada pela atividade.
Exercícios
pág. 312 a315
1. À medida que o conhecimento teórico experimental caminhava, novas técnicas e experimentos apresentavam
questões que a teoria clássica não conseguia explicar satisfatoriamente. Assim, os conceitos envolvidos deveriam
ser reformulados ou substituídos por outras concepções.
2. Sob altas temperaturas um emissor ideal é um corpo capaz de emitir e absorver todas as frequências de radiações
eletromagnéticas de maneira uniforme. Esse objeto é chamado de quantum de energia.
3. Mais de 2000 anos após Demócrito, John Dalton retomou o estudo sobre o átomo e, baseado em fatos experimentais,
propôs uma nova teoria. Essa teoria pode ser descrita da seguinte forma:
• Elementos são compostos de partículas pequeníssimas, indivisíveis, chamadas átomos.
• Átomos de um mesmo elemento são semelhantes em massa e tamanho.
• Átomos de elementos diferentes têm massas e tamanhos diferentes.
• Átomos de dois elementos podem combinar-se em proporções diferentes, formando mais de um composto.
4. O modelo de Thomson propunha que o átomo fosse maciço, esférico, formado por um fluido com carga positiva
no quais estavam dispersos os elétrons, ou seja, os átomos eram divisíveis.
5. Em seu experimento, Rutherford demonstrou que as partículas alfa, constituídas por cargas positivas, ultrapassavam
a fina lâmina metálica ou eram desviadas como se algo no interior do metal causasse isso. Rutherford
desenvolveu cálculos para demonstrar que o efeito do espalhamento da partícula alfa se dava por causa da
carga positiva do átomo, que deveria estar concentrada em uma diminuta região. Seus cálculos permitiram a
130
MANUAL DO PROFESSOR

determinação do tamanho do núcleo atômico e foram todos compatíveis com os dados experimentais obtidos.
A hipótese do átomo nuclear estava claramente justificada, mas restava ainda outro problema: como estariam
arranjados os elétrons no átomo?
Rutherford propôs que eles estariam girando em órbitas semelhantes às dos planetas que giram ao redor
de suas estrelas. O giro em órbitas faz com que a força centrífuga contrabalanceie as forças eletrostáticas e
a gravitacional do núcleo. Até aí as explicações pareciam se encaixar nas leis da Física clássica, porém nem
tudo pôde ser explicado.
6. a) Correto – Para órbita temos uma localização e para orbital um local de maior probabilidade da localização de
um elétron.
b) Correto – O modelo proposto por Rutherford era o modelo planetário.
c) Correto – O modelo proposto por Rutherford previa a existência de um núcleo denso, pequeno e com cargas
positiva.
d) Errado – Nos níveis de energia os elétrons estão em movimentos e não perdem ou ganham energia.
e) Correto – Um elétron ao saltar para um nível mais externo absorve energia.
Alternativa correta: d.
7. A hipótese de Rutherford para o movimento giratório era problemática, pois se sabia que um corpo carregado
eletricamente em movimento circular seria constantemente acelerado. De acordo com a teoria
clássica do eletromagnetismo, todos os corpos carregados, quando acelerados, irradiam energia na forma
de radiação eletromagnética. Para isso, o elétron estaria transformando sua energia cinética em energia
eletromagnética, o que implicaria na diminuição de sua velocidade em um movimento espiral em direção
ao núcleo.
8. Ao propor o seu modelo, Bohr relacionou as raias do espectro descontínuo às variações de energia dos elétrons,
ou seja, cada nível corresponde a uma quantidade de energia.
9. De acordo com o modelo de Bohr, níveis de energia são estados estacionários de energia nos quais se encontram
os elétrons dos átomos.
10. Segundo Bohr, para os elétrons passarem de um nível inferior para outro mais elevado de energia, eles teriam
de absorver energia do meio externo, em quantidade estritamente suficiente para isso. Já para os elétrons retornarem
ao nível original, eles precisariam emitir de volta a energia absorvida, na forma de radiação, ou seja, em
uma frequência da luz visível.
11. Segundo Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas circulares, com energias constantes.
Assim, o elétron só perde ou ganha energia se mudar de órbita.
12. Elétrons girando em órbitas circulares (níveis) e energia quantizada.
13. Segundo Bohr, órbita é uma região com raio constante e energia definida onde o elétron gira.
14. “Não é possível determinar simultaneamente a posição e a velocidade do elétron”.
15. Região com maior probabilidade de se encontrar elétron (orbital) e energia quantizada para níveis e subníveis.
16. a) Correto – Um orbital comporta no máximo dois elétrons com spin contrário.
b) Correto – A distribuição eletrônica é realizada de menor para maior energia.
c) Errado – A distribuição em ordem de energia para o átomo de ferro (Z = 26) é 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 , 3d 6 .
MANUAL DO PROFESSOR
131

d) Correto – O menor estágio de energia é denominada no estado fundamental e quando estiver excitado com
maior estágio de energia.
e) Correto – Nos níveis de energia os elétrons estão em movimentos e não perdem ou ganham energia.
Alternativa correta: c.
17. O orbital s é esférico e o orbital p é bilobulado conforme mostra as figuras. O orbital é uma região do
espaço onde a probabilidade de se encontrar o elétron é máxima.
18. Os elementos representativos possuem, como últimos subníveis, os orbitais s e p, que podem conter juntos,
no máximo, oito elétrons. Esses elementos, quando preenchem todos os seus orbitais, atingem um estado
de maior estabilidade. Ocorre que os elementos que estão nos períodos mais baixos da tabela periódica
possuem orbitais d e f. Esses orbitais podem participar das interações eletrônicas, de forma a dar estabilidade
aos átomos com mais de oito elétrons em seus últimos níveis, pelo preenchimento também desses
orbitais d e f.
Substâncias com essas características apresentam octetos expandidos, um exemplo é o hexafluoreto de
enxofre, uma substância muito estável. A configuração eletrônica do enxofre no SF 6
mostra que para cada
elétron do nível de valência do enxofre forma-se uma ligação covalente com um átomo de flúor, perfazendo
assim um total de doze elétrons em torno do átomo central.
19. a) Errado – A experiência citada foi realizada por Rutherford.
b) Correto – Louis de Broglie propôs que não apenas os fótons apresentam características de onda e de
partícula, como também todas as formas de matéria.
c) Correto – A distribuição dos elétrons ocorre no estado fundamental, ou seja, no menor estágio de energia.
d) Correto – A equação de Schrödinger ou a equação da função de onda.
e) Correto – A mecânica quântica veio para completar uma lacuna que havia na mecânica newtoniana.
Alternativa correta: a.
20. 1) Errado – O modelo de Bohr considerou os modelos anteriores aperfeiçoando-os, principalmente o modelo
proposto por Rutherford.
2) Errado – A luz característica da chama se deve à emissão de energia pelos seus elétrons e não à cor em que
a substância se apresenta.
3) Correto – Bohr postulou que, no átomo, os elétrons estão confinados em certas camadas correspondentes
a níveis estáveis de energia, nos quais não há emissão de energia.
4) Correto – A luz característica dos fogos se deve à emissão de energia pelos elétrons dos átomos que constituem
esses fogos de artifício quando eles saltam para níveis menos energéticos.
132
MANUAL DO PROFESSOR

5) Errado – A presença de prótons no núcleo do átomo foi prevista por Rutherford.
21. Quando o elétron está em uma órbita estacionária, ele não emite nem absorve energia. Ao saltar de uma
órbita estacionária para outra, o elétron emite ou absorve uma quantidade bem definida de energia, chamada
quantum.
22. Louis de Broglie propôs que não apenas os fótons apresentam características de onda e de partícula, como
também todas as formas de matéria. De Broglie sugeriu que toda partícula está associada a um comprimento
de onda.
23. De acordo com a expressão mostrada não é possível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de
uma partícula atômica, com qualquer precisão. Em outras palavras, se a precisão da determinação da posição
da partícula for aumentada a incerteza do momento tenderá a infinito e vice-versa.
24. a) Errado – Ao receber energia, os elétrons saltam de uma camada mais interna (de menor energia) para uma
mais externa (de maior energia).
b) Errado – A luz amarela emitida pelo sal de cozinha é característica da presença de sódio no sal de cozinha.
c) Errado – A luz amarela se deve à presença de sódio.
d) Correto – De acordo com o modelo de Bohr, todas as vezes que um elétron recebe energia, ele salta para
uma órbita mais externa e ao retornar para seu nível ele devolve a energia recebida em forma de luz.
e) Errado – A cor da luz emitida pelas substâncias é característica dos elementos que elas contêm. Dessa
forma, substâncias diferentes emitem cores diferentes.
Alternativa correta: d.
25. a) Errado – No modelo atual, o átomo é divisível.
b) Correto – No modela atual ainda temos os conceitos da existência de um núcleo.
c) Errado – O modelo que propôs a energia quantizada foi de Bohr.
d) Errado – No modelo atual temos orbital e não órbita.
e) Errado – No modelo de Dalton não previa a existência de um núcleo.
Alternativa correta: b.
26. 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 , 3d 10 , 4p 5 .
27. Z = 21 (1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 , 3d 1 ).
28. O período da tabela em que se encontra o elemento químico corresponde ao número de níveis energéticos
que seus átomos possuem.
Os grupos da tabela periódica, também chamados de famílias, apresentam propriedades químicas e físicas que
distinguem uns dos outros, apresentam as mesmas quantidades de elétrons na camada de valência.
29. O elemento está localizado no 3 o período e pertence ao grupo 15.
30. a) Na – família dos metais alcalinos ou grupo 1. Mg – família dos metais alcalinoterrosos ou grupo 2.
b) Na = 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 1 e Mg = 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 .
MANUAL DO PROFESSOR
133

31. a) Errado – A configuração correta do Ca é 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 .
b) Errado – O orbital é um local provável da localização de elétrons, portanto não há uma simetria.
c) Errado – A configuração eletrônica está relacionada com as propriedades do elemento químico.
d) Correto – A interações entre os orbitais originam as ligações químicas entre átomos.
e) Errado – A distribuição eletrônica permite identificar as configurações de um átomo.
Alternativa correta: d.
32. Alternativa correta: e.
33. De acordo com o principio da incerteza de Heisenberg conclui-se que não é possível determinar ao mesmo
tempo a posição e a velocidade do elétron.
34. a) Correto – As ligações pi podem ser formadas por interação de orbitais p puro.
b) Correto – As ligações pi podem ser formadas por interação de orbitais p puro.
c) Correto – A ligação sigma é uma interação mais forte e pode ser formada por interação de orbitais s ou p.
d) Correto – A ligação pi ocorre em formação paralela a uma ligação sigma.
e) Errado – As ligações sigma antecedem a ligação pi.
Alternativa correta: e.
35. ( 1 ) Os elétrons ocupam níveis de energia.
( 2 ) Os elétrons têm caráter corpuscular e de onda simultaneamente.
( 6 ) Uso de soluções matemáticas obtidas através da Mecânica Quântica para descrever o elétron.
Alternativa correta: a.
36. a) Correto – A nanotecnologia procura principalmente a transformação e a separação, consolidação e deformação
de materiais por um átomo ou uma molécula.
b) Correto – A nanotecnologia irá interagir as quatros divisões clássicas da Química e ultrapassa as fronteiras
com a Física, Biologia, Engenharias. É a chamada Química dos Materiais que se dedica à síntese,
caracterização, entendimento de propriedades e estudo de aplicações de compostos que possuem
alguma função.
c) Errado – O uso da nanotecnologia não visa à melhoria dos meios de produção, por isso é matéria da tecnologia
normal.
d) Correto – A nanotecnologia procura encontrar novos materiais com altíssimo grau de pureza.
e) Correto – Para se evitar problemas futuros com as nanopartículas e seus materiais nanoparticulados deve
ser criada uma legislação específica, com a valorização da ética científica. Princípios como a segurança e o
bem da humanidade devem nortear as instituições que desenvolvem essa atividade e não somente o lucro
e o capital.
Alternativa correta: c.
134
MANUAL DO PROFESSOR

Anotações
MANUAL DO PROFESSOR
135

Anotações
136
MANUAL DO PROFESSOR

Hino Nacional Brasileiro
Letra: Joaquim Osório Duque Estrada
Música: Francisco Manuel da Silva
Ouviram do Ipiranga as margens plácidas
De um povo heroico o brado retumbante,
E o sol da Liberdade, em raios fúlgidos,
Brilhou no céu da Pátria nesse instante.
Se o penhor dessa igualdade
Conseguimos conquistar com braço forte,
Em teu seio, ó Liberdade,
Desafia o nosso peito a própria morte!
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, um sonho intenso, um raio vívido
De amor e de esperança à terra desce,
Se em teu formoso céu, risonho e límpido,
A imagem do Cruzeiro resplandece.
Gigante pela própria natureza,
És belo, és forte, impávido colosso,
E o teu futuro espelha essa grandeza.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada,
Brasil!
Deitado eternamente em berço esplêndido,
Ao som do mar e à luz do céu profundo,
Fulguras, ó Brasil, florão da América,
Iluminado ao sol do Novo Mundo!
Do que a terra, mais garrida,
Teus risonhos, lindos campos têm mais flores;
“Nossos bosques têm mais vida”,
“Nossa vida” no teu seio “mais amores”.
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, de amor eterno seja símbolo
O lábaro que ostentas estrelado,
E diga o verde-louro dessa flâmula
– “Paz no futuro e glória no passado”.
Mas, se ergues da justiça a clava forte,
Verás que um filho teu não foge à luta,
Nem teme, quem te adora, a própria morte.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada,
Brasil!
ISBN 978-85-62482-90-8