O Ensino da Química Ambiental: Estudando os Gases Abordando a Poluição
Cardoso. E. A,1; Gomes. K. E. A. L1,; Medeiros. M. R. G. A,1 SilvaNeto. F. A1, ; Oliveira. J.S1; Sá,R.A.2.
1-Universidade Federal de Pernambuco- Centro Acadêmico do Agreste- Licenciatura em química
2- Universidade federal de Pernambuco
Resumo: Considerando a importância e a carência do ensino da química ambiental, buscamos mostrar de forma dinâmica temas presentes em nosso cotidiano junto com o estudo dos gases, meio ambiente e poluição, relacionamos o estudo da química com as transformações do meio ambiente incentivando o desenvolvimento de ações didático-pedagógicas e educativas de caráter populares e inclusivas.
Palavras chave: Química Ambiental, Poluição, Gases.
Introdução
Marcano et al., (2008), saber relacionar conteúdos químicos com aspectos e temas da vida cotidiana é indispensável para que os alunos compreendam algumas importantes contribuições da ciência química à sociedade e à vida das pessoas. Na maioria das escolas a forma como a química vem sendo ensinada geralmente é pouco atraente, e os alunos não são estimulados a aprendê-la. Este fato é devido à falta de criatividade de muitos educadores ao passar o conteúdo para o aluno. É de extrema importância que ao ensinar conhecimentos químicos insira-os em um contexto social, político, econômico e cultural de um indivíduo (Silva, 2003).
De acordo com Santos e Schnetzler (2003), a discussão dos temas sociais articulados ao Ensino de Química é uma possibilidade para auxiliar na compreensão dos problemas em que a sociedade se encontra imersa. É interessante que o aluno veja um determinado assunto em sala de aula, e depois no decorrer do seu dia- a- dia ele encontre formas de aplicar esse assunto de maneira prazerosa para benefício de sua comunidade, por exemplo. Assim ele estará fixando ainda mais o seu conhecimento e utilizando a química de forma atual e consciente.
Ao trabalhar o ensino da química abordando temas tão presentes no nosso cotidiano como o meio ambiente, dando enfoque a poluição, os gases tóxicos o docente poderá desenvolver/despertar no aluno uma visão critica e investigativa sobre o assunto. A relação entre o ensino da química e a formação do cidadão caracteriza uma importância fundamental que é assegurar ao indivíduo o exercício consciente da cidadania, e para isso, é preciso apontar e levantar questões que envolvam aspectos sociais, tecnológicos, econômicos e políticos, preparando-o para participar ativamente numa sociedade democrática. (Nascimento et al.; 2005).
É de conhecimento dos professores de ciências o fato da experimentação despertar um forte interesse entre os alunos em diversos níveis de escolarização. Em seus depoimentos, os alunos também costumam atribuir à experimentação um caráter motivador, lúdico, essencialmente vinculado aos sentidos. Por outro lado, não é incomum ouvir de professores a afirmativa que a experimentação aumenta a capacidade de aprendizado, pois funciona como meio de envolver o aluno nos temas que estão em pauta (Giordan, 2003).
Através deste questionário sobre temas do cotidiano que envolve o meio ambiente, e do questionário sobre o estudo dos gases pretende-se ao mesmo tempo ensinar e criar questionamentos buscando um melhor entendimento dos assuntos pelos alunos para que estes possam aplicar o conhecimento adquirido em sala de aula em seu dia-dia.
Meio Ambiente
O termo “meio ambiente” é considerado pelo pensamento geral como sinônimo de natureza, local a ser apreciado, respeitado e preservado. Porém é necessário um ponto de vista mais profundo no termo, estabelecer a noção no ser humano de pertencimento ao meio ambiente, no qual possui vínculos naturais para a sua sobrevivência. Por meio da natureza, reencontramos nossas origens e identidade cultural e biológica, uma espécie de diversidade “biocultural”. Outra definição sobre o termo “meio ambiente” o coloca no significado de recursos, de gerador de matéria-prima e energia (Odum & Barrett, 2007).
Nesta segunda definição, a educação ambiental trabalha a noção de consumo responsável e solidária, na defesa do acesso às matérias-primas do meio ambiente de forma comum para todos. Na terceira concepção da palavra, quando falamos em “meio ambiente” no seu curso de problemáticas e questões, surgem as pesquisas e as ações em prol das soluções sobre as perdas e destruições que desfavorecem o equilíbrio natural de um determinado meio.
Meio ambiente no sentido de ecossistema é um conjunto de realidades ambientais, considerando a diversidade do lugar e a sua complexidade. O meio ambiente como lugar onde se vive é referente à vida cotidiana: casa, escola, e trabalho (Disponível em: < http://www.infoescola.com/geografia/conceito-de-meio-ambiente/> Acesso em: 13. Novembro. 2011).
Conceito de Ecossistema
Considerado como uma entidade única, o ecossistema é formado por relações entre os seres vivos e o meio ambiente, organizados em produtores, decompositores e compositores, na qual obtemos os fabricantes físicos e os fabricantes químicos, ou seja, o fator físico designa os abióticos e os químicos os bióticos. Floresta, lagoa, água, aquário, a água aparente do mar são considerados ecossistemas (Disponível em <http://www.colegioweb.com.br/biologia/conceito-de-ecossistema-.html> Acesso em: 22. Outubro, 2011)
A evolução da poluição
Com o homem e sua atividade industrial, apareceu a poluição ambiental. O descobrimento do fogo e a consequente poluição do ar, assim como a salinização e o esgotamento de terras agrícolas foram as causas dos primeiros impactos negativos do homem sobre o meio ambiente. Durante o Império Romano, com a construção da “Cloaca Máxima”, sistema de evacuação de esgotos de Roma, o homem fez o primeiro intento de atenuar o efeito negativo da civilização sobre o meio ambiente. Etapas posteriores de descaso ambiental caracterizaram-se por epidemias de pestes e frequentes episódios de poluição em Londres, o berço da revolução industrial, com milhares de mortes. Embora não tenha sido até meados deste século quando a carga de poluentes ultrapassou a capacidade natural de “tratamento” da natureza e começaram a se agravar os problemas ambientais, passando de locais e regionais, a problemas de caráter global (Lopes et al., 2005).
O que é poluição
Tudo que provoque desequilíbrio e prejudique a vida, é considerada poluição. A poluição sonora é caracterizada pelo barulho ou o alto volume de aparelhos de som produz o que chamamos poluição sonora. Enquanto que a poluição térmica é caracterizada pelo aumento da temperatura do ar ou da água, provocando alteração no meio, é denominada poluição térmica (Lopes et al., 2005).
Poluição do Ar
A poluição do ar pode ser causada pelo aumento de gás carbônico, pela introdução de partículas que ficam em suspensão no ar e pela introdução de gases poluentes. A poluição por elementos radiativos elementos radiativos causam mutações genéticas que podem desencadear doenças, como o câncer, e até mesmo a morte dos indivíduos, e podem ser transmitidas ao longo das gerações. Assim, a preocupação sobre o que fazer com o lixo radiativo e como evitar acidentes deve ser sempre muito grande (Lopes et al., 2005).
Poluição Por Derramamentos de Petróleo
Os derramamentos de petróleo no mar são causados principalmente por acidentes com navios petroleiros em plataformas de petróleo e pela água usada na lavagem dos reservatórios de petróleo dos navios, depois lançada diretamente no mar. O petróleo derramado forma extensas manchas na camada superficial das águas e, com isso, bloqueia a passagem de luz, afetando a fotossíntese e também impedindo as trocas de gases entre a água e o ar. (Lopes, et al.,, 2005)
Lixo
De acordo com Nascimento, et al., (2005), o lixo tem uma composição química diversificada, que é definido pelas características de onde é produzido, podendo ser classificado como: orgânico quando resultante de resto de ser vivo animal ou vegetal. É gerado pelas atividades humanas e é facilmente decomposto pela natureza. Inorgânico quando resultante de material sem vida. Constituído por vidros, plásticos, papéis metais, restos de tecidos. Pode ser gerado pelo homem ou pela indústria e é de difícil decomposição.
Segundo Fadini et al., (2001), o lixo pode ter a seguinte classificação: domiciliar quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral, papel higiênico, fralda descartável e demais rejeitos; comercial quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral e papéis; industrial é constituído por rejeitos sólidos e líquidos de composição variada dependendo dos materiais e processos usados; agrícola – constituído por resíduos sólidos das atividades agrícolas e da pecuária, como embalagens de adubos, defensivos agrícolas, ração e restos de colheita; entulho é constituído por resíduos da construção civil: demolição e restos de obras, solos de escavação, etc. Hospitalar– este é um tipo especial de lixo, contendo agulhas, seringas, curativos, o chamado lixo patogênico, o que produz inúmeras doenças.
Os resíduos gerados por aglomerações urbanas, processos produtivos e mesmo em estações de tratamento deesgoto são um grande problema, tanto pela quantidade quanto pela toxicidade de tais rejeitos. A solução para tal questão não depende apenas de atitudes governamentais ou decisões de empresas; deve ser fruto também do empenhode cada cidadão, que tem o poder de recusar produtos potencialmente impactantes, participar de organizações não governamentais ou simplesmente segregar resíduos dentro de casa, facilitando assim processos de reciclagem. O conhecimento da questão do lixo é a única maneira de se iniciar um ciclo de decisões e atitudes que possam resultar em uma efetiva melhoria de nossa qualidade ambiental e de vida (Fadini et al., 2001),.
Chuva Ácida
A verdade é que a chuva já é naturalmente ácida devido à presença de dióxido de carbono (CO_2) na atmosfera. Com um pH em torno de 5,4, a chuva comum não traz nenhum prejuízo ao homem ou à natureza.Isso porque, a acidez é baixa. (A escala utilizada para medir o pH vai de 0 a 14, sendo que 7 é o pH neutro. Acima disso, é básico e abaixo é ácido.Quanto mais baixo, mais ácido.) O problema, é que com a queima de combustíveis fósseis, como o petróleo, e o aumento considerável do acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera (além do normal) fazem com que o pH da chuva caia para algo entre 5 e 2,2 e se torne extremamente nociva ao homem e à natureza (Faria, 2007)
Estima-se, embora não haja dados concretos, que o fenômeno da chuva ácida tenha surgido com a Revolução Industrial e a crescente queima de combustíveis fósseis. As grandes cidades como Nova York (EUA), Berlim (Alemanha) e até a Atenas (Grécia) já sofrem com os efeitos da chuva ácida há muito tempo, mas, há apenas 10 anos que este tema começou a ser investigado mais a fundo pelos ecologistas e cientistas do clima (Faria, 2007)
Os efeitos mais nocivos da chuva ácida ocorrem no meio ambiente. Um lago, por exemplo, que possui um pH em torno de 6,5 não sobrevive a um pH abaixo de 4 ou 4,5, podendo ocorrer a morte de todos os seres que vivem ali (figura 1).
Cardoso. E. A,1; Gomes. K. E. A. L1,; Medeiros. M. R. G. A,1 SilvaNeto. F. A1, ; Oliveira. J.S1; Sá,R.A.2.
1-Universidade Federal de Pernambuco- Centro Acadêmico do Agreste- Licenciatura em química
2- Universidade federal de Pernambuco
Resumo: Considerando a importância e a carência do ensino da química ambiental, buscamos mostrar de forma dinâmica temas presentes em nosso cotidiano junto com o estudo dos gases, meio ambiente e poluição, relacionamos o estudo da química com as transformações do meio ambiente incentivando o desenvolvimento de ações didático-pedagógicas e educativas de caráter populares e inclusivas.
Palavras chave: Química Ambiental, Poluição, Gases.
Introdução
Marcano et al., (2008), saber relacionar conteúdos químicos com aspectos e temas da vida cotidiana é indispensável para que os alunos compreendam algumas importantes contribuições da ciência química à sociedade e à vida das pessoas. Na maioria das escolas a forma como a química vem sendo ensinada geralmente é pouco atraente, e os alunos não são estimulados a aprendê-la. Este fato é devido à falta de criatividade de muitos educadores ao passar o conteúdo para o aluno. É de extrema importância que ao ensinar conhecimentos químicos insira-os em um contexto social, político, econômico e cultural de um indivíduo (Silva, 2003).
De acordo com Santos e Schnetzler (2003), a discussão dos temas sociais articulados ao Ensino de Química é uma possibilidade para auxiliar na compreensão dos problemas em que a sociedade se encontra imersa. É interessante que o aluno veja um determinado assunto em sala de aula, e depois no decorrer do seu dia- a- dia ele encontre formas de aplicar esse assunto de maneira prazerosa para benefício de sua comunidade, por exemplo. Assim ele estará fixando ainda mais o seu conhecimento e utilizando a química de forma atual e consciente.
Ao trabalhar o ensino da química abordando temas tão presentes no nosso cotidiano como o meio ambiente, dando enfoque a poluição, os gases tóxicos o docente poderá desenvolver/despertar no aluno uma visão critica e investigativa sobre o assunto. A relação entre o ensino da química e a formação do cidadão caracteriza uma importância fundamental que é assegurar ao indivíduo o exercício consciente da cidadania, e para isso, é preciso apontar e levantar questões que envolvam aspectos sociais, tecnológicos, econômicos e políticos, preparando-o para participar ativamente numa sociedade democrática. (Nascimento et al.; 2005).
É de conhecimento dos professores de ciências o fato da experimentação despertar um forte interesse entre os alunos em diversos níveis de escolarização. Em seus depoimentos, os alunos também costumam atribuir à experimentação um caráter motivador, lúdico, essencialmente vinculado aos sentidos. Por outro lado, não é incomum ouvir de professores a afirmativa que a experimentação aumenta a capacidade de aprendizado, pois funciona como meio de envolver o aluno nos temas que estão em pauta (Giordan, 2003).
Através deste questionário sobre temas do cotidiano que envolve o meio ambiente, e do questionário sobre o estudo dos gases pretende-se ao mesmo tempo ensinar e criar questionamentos buscando um melhor entendimento dos assuntos pelos alunos para que estes possam aplicar o conhecimento adquirido em sala de aula em seu dia-dia.
Meio Ambiente
O termo “meio ambiente” é considerado pelo pensamento geral como sinônimo de natureza, local a ser apreciado, respeitado e preservado. Porém é necessário um ponto de vista mais profundo no termo, estabelecer a noção no ser humano de pertencimento ao meio ambiente, no qual possui vínculos naturais para a sua sobrevivência. Por meio da natureza, reencontramos nossas origens e identidade cultural e biológica, uma espécie de diversidade “biocultural”. Outra definição sobre o termo “meio ambiente” o coloca no significado de recursos, de gerador de matéria-prima e energia (Odum & Barrett, 2007).
Nesta segunda definição, a educação ambiental trabalha a noção de consumo responsável e solidária, na defesa do acesso às matérias-primas do meio ambiente de forma comum para todos. Na terceira concepção da palavra, quando falamos em “meio ambiente” no seu curso de problemáticas e questões, surgem as pesquisas e as ações em prol das soluções sobre as perdas e destruições que desfavorecem o equilíbrio natural de um determinado meio.
Meio ambiente no sentido de ecossistema é um conjunto de realidades ambientais, considerando a diversidade do lugar e a sua complexidade. O meio ambiente como lugar onde se vive é referente à vida cotidiana: casa, escola, e trabalho (Disponível em: < http://www.infoescola.com/geografia/conceito-de-meio-ambiente/> Acesso em: 13. Novembro. 2011).
Conceito de Ecossistema
Considerado como uma entidade única, o ecossistema é formado por relações entre os seres vivos e o meio ambiente, organizados em produtores, decompositores e compositores, na qual obtemos os fabricantes físicos e os fabricantes químicos, ou seja, o fator físico designa os abióticos e os químicos os bióticos. Floresta, lagoa, água, aquário, a água aparente do mar são considerados ecossistemas (Disponível em <http://www.colegioweb.com.br/biologia/conceito-de-ecossistema-.html> Acesso em: 22. Outubro, 2011)
A evolução da poluição
Com o homem e sua atividade industrial, apareceu a poluição ambiental. O descobrimento do fogo e a consequente poluição do ar, assim como a salinização e o esgotamento de terras agrícolas foram as causas dos primeiros impactos negativos do homem sobre o meio ambiente. Durante o Império Romano, com a construção da “Cloaca Máxima”, sistema de evacuação de esgotos de Roma, o homem fez o primeiro intento de atenuar o efeito negativo da civilização sobre o meio ambiente. Etapas posteriores de descaso ambiental caracterizaram-se por epidemias de pestes e frequentes episódios de poluição em Londres, o berço da revolução industrial, com milhares de mortes. Embora não tenha sido até meados deste século quando a carga de poluentes ultrapassou a capacidade natural de “tratamento” da natureza e começaram a se agravar os problemas ambientais, passando de locais e regionais, a problemas de caráter global (Lopes et al., 2005).
O que é poluição
Tudo que provoque desequilíbrio e prejudique a vida, é considerada poluição. A poluição sonora é caracterizada pelo barulho ou o alto volume de aparelhos de som produz o que chamamos poluição sonora. Enquanto que a poluição térmica é caracterizada pelo aumento da temperatura do ar ou da água, provocando alteração no meio, é denominada poluição térmica (Lopes et al., 2005).
Poluição do Ar
A poluição do ar pode ser causada pelo aumento de gás carbônico, pela introdução de partículas que ficam em suspensão no ar e pela introdução de gases poluentes. A poluição por elementos radiativos elementos radiativos causam mutações genéticas que podem desencadear doenças, como o câncer, e até mesmo a morte dos indivíduos, e podem ser transmitidas ao longo das gerações. Assim, a preocupação sobre o que fazer com o lixo radiativo e como evitar acidentes deve ser sempre muito grande (Lopes et al., 2005).
Poluição Por Derramamentos de Petróleo
Os derramamentos de petróleo no mar são causados principalmente por acidentes com navios petroleiros em plataformas de petróleo e pela água usada na lavagem dos reservatórios de petróleo dos navios, depois lançada diretamente no mar. O petróleo derramado forma extensas manchas na camada superficial das águas e, com isso, bloqueia a passagem de luz, afetando a fotossíntese e também impedindo as trocas de gases entre a água e o ar. (Lopes, et al.,, 2005)
Lixo
De acordo com Nascimento, et al., (2005), o lixo tem uma composição química diversificada, que é definido pelas características de onde é produzido, podendo ser classificado como: orgânico quando resultante de resto de ser vivo animal ou vegetal. É gerado pelas atividades humanas e é facilmente decomposto pela natureza. Inorgânico quando resultante de material sem vida. Constituído por vidros, plásticos, papéis metais, restos de tecidos. Pode ser gerado pelo homem ou pela indústria e é de difícil decomposição.
Segundo Fadini et al., (2001), o lixo pode ter a seguinte classificação: domiciliar quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral, papel higiênico, fralda descartável e demais rejeitos; comercial quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral e papéis; industrial é constituído por rejeitos sólidos e líquidos de composição variada dependendo dos materiais e processos usados; agrícola – constituído por resíduos sólidos das atividades agrícolas e da pecuária, como embalagens de adubos, defensivos agrícolas, ração e restos de colheita; entulho é constituído por resíduos da construção civil: demolição e restos de obras, solos de escavação, etc. Hospitalar– este é um tipo especial de lixo, contendo agulhas, seringas, curativos, o chamado lixo patogênico, o que produz inúmeras doenças.
Os resíduos gerados por aglomerações urbanas, processos produtivos e mesmo em estações de tratamento deesgoto são um grande problema, tanto pela quantidade quanto pela toxicidade de tais rejeitos. A solução para tal questão não depende apenas de atitudes governamentais ou decisões de empresas; deve ser fruto também do empenhode cada cidadão, que tem o poder de recusar produtos potencialmente impactantes, participar de organizações não governamentais ou simplesmente segregar resíduos dentro de casa, facilitando assim processos de reciclagem. O conhecimento da questão do lixo é a única maneira de se iniciar um ciclo de decisões e atitudes que possam resultar em uma efetiva melhoria de nossa qualidade ambiental e de vida (Fadini et al., 2001),.
Chuva Ácida
A verdade é que a chuva já é naturalmente ácida devido à presença de dióxido de carbono (CO_2) na atmosfera. Com um pH em torno de 5,4, a chuva comum não traz nenhum prejuízo ao homem ou à natureza.Isso porque, a acidez é baixa. (A escala utilizada para medir o pH vai de 0 a 14, sendo que 7 é o pH neutro. Acima disso, é básico e abaixo é ácido.Quanto mais baixo, mais ácido.) O problema, é que com a queima de combustíveis fósseis, como o petróleo, e o aumento considerável do acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera (além do normal) fazem com que o pH da chuva caia para algo entre 5 e 2,2 e se torne extremamente nociva ao homem e à natureza (Faria, 2007)
Estima-se, embora não haja dados concretos, que o fenômeno da chuva ácida tenha surgido com a Revolução Industrial e a crescente queima de combustíveis fósseis. As grandes cidades como Nova York (EUA), Berlim (Alemanha) e até a Atenas (Grécia) já sofrem com os efeitos da chuva ácida há muito tempo, mas, há apenas 10 anos que este tema começou a ser investigado mais a fundo pelos ecologistas e cientistas do clima (Faria, 2007)
Os efeitos mais nocivos da chuva ácida ocorrem no meio ambiente. Um lago, por exemplo, que possui um pH em torno de 6,5 não sobrevive a um pH abaixo de 4 ou 4,5, podendo ocorrer a morte de todos os seres que vivem ali (figura 1).
Figura 1. Lago afetado pela chuva ácida
Segundo Martins et al.,(2003), a chuva ácida também causa a acidificação do solo tornando-o improdutivo e mais suscetível à erosão. A acidez do solo, inclusive, é um dos principais fatores para a diminuição da cobertura vegetal em diversos países.
Para o homem o acúmulo de dióxido de enxofre no organismo pode levar à formação de ácidos no corpo humano causando até danos irreversíveis aos pulmões. Na Inglaterra, em 1952, na cidade de Londres, cerca de 4000 pessoas morreram por causa da emissão de dióxido de enxofre pela queima de carvão nas indústrias e nas casas. O pior de tudo é que nem sempre a chuva ácida cai sobre a local onde foi feita a emissão de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio. Como essas substâncias estão em forma de gás, elas podem ser transportadas pelo vento por quilômetros de distância antes de cair na forma de chuva (Martins et al.,2003).
A Importância dos Gases
Alguns gases presentes na atmosfera são muito importantes para nossa vida dentre eles destacam-se o carbono, por exemplo, que é onipresente na natureza e seus compostos como: proteínas e carboidratos são constituintes essenciais de toda a matéria viva, e são fundamentais na respiração, fotossíntese e regulação do clima. A amônia é um gás alcalino, sendo de grande importância na neutralização da chuva ácida na atmosfera. O enxofre possui grande capacidade de fazer ligações químicas, é um elemento essencial à vida na terra. (Martins et al., 2003).
Gases Tóxicos
De acordo com Martins et al., (2003), o elevado crescimento da população tem contribuído para o aumento da concentração de gases tóxicos na atmosfera. Como o dióxido de carbono 〖CO〗_2, que de acordo com medições efetuadas em camadas de gelo na antártica, a quantidade de 〖CO〗_2no ar, nos últimos 200.000 anos, variou entre 200 e 280 g/t, denotando uma grande estabilidade nos processos de formação e reformação. Atualmente, esse aumento é de cerca de 0,5% anuais, esse acréscimo é atribuído, principalmente, à queima de combustíveis fósseis e, em certo grau, aos processos de desflorestamento e queimadas. O metano (〖CH〗_4) é o composto orgânico em nível traço de maior presença na atmosfera, sendo, depois de 〖CO〗_2e vapor d’água, o gás estufa mais abundante. As principais atividades humanas responsáveis pela emissão de metano são: decomposição de lixo em aterros sanitários; queima de biomassa; mineração de carvão, processamento de petróleo e extração de gás natural. O nitrogênio é o mais abundante elemento químico na atmosfera terrestre. Seus constituintes minoritários, tais como óxido nitroso (N_2 O), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO_2), ácido nítrico (HNO_3) e amônia (NH_3) são quimicamente reativos e têm importantes papeis nos problemas ambientais contemporâneos, incluindo a formação e precipitação ácida (chuva ácida). O enxofre contém importantes gases presentes na atmosfera como: dimetilsulfeto, sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio, dissulfeto de carbono e o dióxido de enxofre que é um dos mais comuns poluentes atmosféricos. As principais fontes de emissão deste gás são a queima de combustíveis fósseis e atividades industriais (Martins et al., 2003).
Estudo dos Gases
Os gases possuem uma enorme capacidade de expansão, não apresentando volume nem forma fixa. As partículas constituintes do gás encontram-se em constante movimento desordenado. Todo gás exerce uma pressão, ocupando certo volume à determinada temperatura. Aos valores da pressão, do volume e da temperatura chamamos de estado de um gás. Os valores da pressão, do volume e da temperatura não são constantes, então, dizemos que PRESSÃO (P), VOLUME (V) e TEMPERATURA (T) são variáveis de estado de um gás. (Agamenon, 2011)
Pressão
De acordo com Agamenon, (2001), denominamos de pressão de um gás a colisãode suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra. A pressão de um gás pode ser medida em atmosfera (atm), centímetro de mercúrio (cmHg) e milímetro de mercúrio (mmHg).
Volume
É o espaço ocupado pelo gás. No sistema internacional a unidade do volume é o metrocúbico (m3).
1 m3 = 1000 L
1 L = 1000 mL = 1000 cm
Temperatura
A temperatura dos gases pode ser medida em várias escalas termométricas diferentes (Agamenon, 2011).
Escala Celsius
Segundo o autor a escala Celsius foi construída em 1742 por Andes Celsius (1701-1744), onde ele adotou que o ponto de fusão da água seria 0 e o ponto de ebulição seria 100, e o intervalo entre esses dois valores seriam dividido em cem partes iguais e cada parte dessa escala se denomina grau Celsius (°C) (Agamenon, 2011).
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Escala Fahrenheit
De acordo com o autor, escala Fahrenheit foi construída em 1727 por Daniel G. Fahrenheit (1686-1736). Para determinar um ponto fixo, Fahrenheit baseou-se em uma mistura de água, sal e gelo, atribuindo valor 0, e para o segundo ponto ele tomou como base a temperatura do corpo humano, atribuindo valor 100. Assim nasceu o escala Fahrenheit \(°F) (Agamenon, 2011).
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Escala Kelvin
A escala Kelvin foi construída em 1848 por William Thomson, o Lorde Kelvin (1824-1907). Thomson verificou que ao manter um gás a volume constante, a pressão do gás diminuiria 1/273 do valor inicial se a temperatura caísse 1°C. A partir disso ele concluiu que se diminuísse a temperatura 273°C a partir do 0°C, a pressão do gás seria zero. Então o 0K (zero kelvin) corresponde a -273°C, (Galeano, 2010).
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS COM MASSA DE GÁS FIXA
Quando os valores das variáveis de estado de um gás sofrem alterações dizemos que o gás sofreu uma transformação gasosa.
Algumas transformações gasosas possuem denominações especiais.
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
É quando na transformação o gás mantém constante a temperatura e muda os valores da Pressão e do volume.
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA
É quando na transformação o gás mantém constante a pressão e modifica os valores do volume e da temperatura.
TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA
É quando o gás, na transformação, mantém constante o volume e altera os valores da temperatura e da pressão. Esta transformação também é chamada de ISOMÉTRICA ou ISOVOLUMÉTRICA. (Agamenon, 2011)
AS LEIS DOS GASES
Lei de Boyle: para uma massa constante de um gás, mantida a temperatura constante, o seu volume é inversamente proporcional a pressão.
Pressão 1. Volume 1= Pressão 2. Volume 2
Sofi, leis físicas dos gases, química, 2007. Disponível em: <http://www.sofi.com.br/node/729>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
Lei de Gay-Lussac: Na Química e na Física a Lei de Gay-Lussac é uma lei dos gases perfeitos: sob volume constante, a pressão de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura:
Pressão sobre Temperatura = Kelvin
onde:
P é a pressão do gás
T é a temperatura do gás (em kelvins)
k é uma constante
Alves. Líria, Brasil escola, portal R7, Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/leis-gay-lussac-proust%20.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
Lei de Avogadro: Gases que ocupam o mesmo volume, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Isto quer dizer que à mesma pressão e temperatura, o volume que um gás ocupa é proporcional à quantidade de moléculas desse gás existentes no recipiente. Ou seja, para pressão e temperatura constantes:
Volume 1 sobre Volume 2 = Número de moles 1 sobre Número de moles 2
Em que:
V1 - representa o volume do gás 1;
V2 - representa o volume do gás 2;
n1 - representa o número de moles do gás 1;
n2 - representa o número de moles do gás 2.
Neta, Miguel. físicaequímica.net, 2010. Disponível em: <http://www.fisicaequimica.net/gases/leiavogadro.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
O objetivo deste artigo desenvolver junto a professores e alunos do ensino médio o estudo da química e as mudanças ocorridas meio no ambiente, relacionando a poluição e o estudo dos gases, despertando nos alunos o interesse pela química ambiental que é de extrema importância para o futuro de um país sustentável e desenvolvido.
Metodologia
Através da abordagem de temas importantes e presentes em nosso cotidiano, procurou-se relacionar o ensino do conteúdo químico gases, ligando-o a aspectos do meio ambiente e cotidiano dos alunos. Onde o tema poluição foi abordado como o foco principal. O trabalho teve como base artigos científicos, sites de ensino de química e meio ambiente e em livros de biologia. Também foi elaborado um questionário sobre temas ambientais focando a conscientização da sociedade em relação aos problemas ambientais e além da abordagem dos principais conceitos sobre gases relacionando com aspectos do cotidiano dos alunos.
Resultados e discussões
Através deste trabalho espera-se que os estudantes do ensino médio tenham um pensamento crítico em relação aos problemas que acometem o meio ambiente. Os conceitos de poluição, chuva ácida, gases tóxicos, importância dos gases, além da abordagem do conteúdo gases que foram explorados através de um questionário.
Por meio do questionário espera-se que os alunos relacionem coisas do seu cotidiano ao tema meio ambiente e gases, através da P1, que pergunta o que eles entendem por consciência ambiental, espera-se que os mesmos respondam que consciência ambiental é algo indispensável para os dias de hoje uma vez que esse é um tema recorrente na vida das pessoas, principalmente de jovens estudantes, Respondendo a P2, que pede para que eles citem exemplos de desrespeito ao meio ambiente na cidade em que moram, eles iram identificar exemplos de poluição sonora, ambiental entre outros tipos de desrespeito ao planeta, a P3 questiona o que o aluno faz em benefício do meio ambiente isso fará com que eles reflitam sobre quais atitudes eles estão tomando e poderão tomar para mudar esses fatos, a P4 e a P5 especificam certas atitudes diárias dos estudantes que se feitas corretamente podem ajudar o meio ambiente conscientes do quanto essas atitudes são importantes para preservação do nosso planeta os mesmos se não as praticam deveram praticá-las, a P6 pede a sugestão do aluno para melhorar a relação do homem com o meio ambiente acredita-se que as respostas iram além de palavras bonitas, os estudantes iram expor idéias reais e possíveis na visão de cada um, a P7 pergunta sobre que tipo de sentimento o tema “Química Ambiental” desperta no estudante, espera-se que os mesmos respondam: desenvolvimento sustentável, ciência e preservação, por exemplo, supondo que esse artigo influencie os alunos a P8 pede para eles iram citarem exemplos de como a vida deles irá muda depois deste conteúdo, através da P9 eles tão iram relatar se esse assunto já havia sido abordado antes, na escola em que eles estudam , respondendo a P10 eles iram dizer como enxergam a química em relação ao meio ambiente, espera-se que eles ressaltem que hoje a química busca avanços de forma ética e responsável.
Através da P11 que pergunta aos alunos quais são os gases de maior importância para a vida na terra, eles iram, por exemplo, o carbono, a amônia e o enxofre, com a P12 o mesmos iram responder os que são gases tóxicos, espera-se que eles respondam que os gases tóxicos, são gases que causam males ao nosso planeta, graças a algumas atividades humanas e indústrias que têm contribuído para o aumento de concentração desses gases na atmosfera, a P13 pergunta quais as atividades humanas responsáveis pela emissão de gases tóxicos na atmosfera, espera-se que os mesmos destaquem entre outras atividades a queima de combustíveis fósseis, os desmatamentos, e as queimadas, com a P14 eles iram responder que as variáveis do estado de um gás, são: Pressão, Volume e Temperatura, através da P15 os alunos iram resumir em poucas palavras o que eles entendem por lei dos gases, espera-se que eles falem que existem equações para se verificar o comportamento dos gases.
Segundo Martins et al.,(2003), a chuva ácida também causa a acidificação do solo tornando-o improdutivo e mais suscetível à erosão. A acidez do solo, inclusive, é um dos principais fatores para a diminuição da cobertura vegetal em diversos países.
Para o homem o acúmulo de dióxido de enxofre no organismo pode levar à formação de ácidos no corpo humano causando até danos irreversíveis aos pulmões. Na Inglaterra, em 1952, na cidade de Londres, cerca de 4000 pessoas morreram por causa da emissão de dióxido de enxofre pela queima de carvão nas indústrias e nas casas. O pior de tudo é que nem sempre a chuva ácida cai sobre a local onde foi feita a emissão de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio. Como essas substâncias estão em forma de gás, elas podem ser transportadas pelo vento por quilômetros de distância antes de cair na forma de chuva (Martins et al.,2003).
A Importância dos Gases
Alguns gases presentes na atmosfera são muito importantes para nossa vida dentre eles destacam-se o carbono, por exemplo, que é onipresente na natureza e seus compostos como: proteínas e carboidratos são constituintes essenciais de toda a matéria viva, e são fundamentais na respiração, fotossíntese e regulação do clima. A amônia é um gás alcalino, sendo de grande importância na neutralização da chuva ácida na atmosfera. O enxofre possui grande capacidade de fazer ligações químicas, é um elemento essencial à vida na terra. (Martins et al., 2003).
Gases Tóxicos
De acordo com Martins et al., (2003), o elevado crescimento da população tem contribuído para o aumento da concentração de gases tóxicos na atmosfera. Como o dióxido de carbono 〖CO〗_2, que de acordo com medições efetuadas em camadas de gelo na antártica, a quantidade de 〖CO〗_2no ar, nos últimos 200.000 anos, variou entre 200 e 280 g/t, denotando uma grande estabilidade nos processos de formação e reformação. Atualmente, esse aumento é de cerca de 0,5% anuais, esse acréscimo é atribuído, principalmente, à queima de combustíveis fósseis e, em certo grau, aos processos de desflorestamento e queimadas. O metano (〖CH〗_4) é o composto orgânico em nível traço de maior presença na atmosfera, sendo, depois de 〖CO〗_2e vapor d’água, o gás estufa mais abundante. As principais atividades humanas responsáveis pela emissão de metano são: decomposição de lixo em aterros sanitários; queima de biomassa; mineração de carvão, processamento de petróleo e extração de gás natural. O nitrogênio é o mais abundante elemento químico na atmosfera terrestre. Seus constituintes minoritários, tais como óxido nitroso (N_2 O), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO_2), ácido nítrico (HNO_3) e amônia (NH_3) são quimicamente reativos e têm importantes papeis nos problemas ambientais contemporâneos, incluindo a formação e precipitação ácida (chuva ácida). O enxofre contém importantes gases presentes na atmosfera como: dimetilsulfeto, sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio, dissulfeto de carbono e o dióxido de enxofre que é um dos mais comuns poluentes atmosféricos. As principais fontes de emissão deste gás são a queima de combustíveis fósseis e atividades industriais (Martins et al., 2003).
Estudo dos Gases
Os gases possuem uma enorme capacidade de expansão, não apresentando volume nem forma fixa. As partículas constituintes do gás encontram-se em constante movimento desordenado. Todo gás exerce uma pressão, ocupando certo volume à determinada temperatura. Aos valores da pressão, do volume e da temperatura chamamos de estado de um gás. Os valores da pressão, do volume e da temperatura não são constantes, então, dizemos que PRESSÃO (P), VOLUME (V) e TEMPERATURA (T) são variáveis de estado de um gás. (Agamenon, 2011)
Pressão
De acordo com Agamenon, (2001), denominamos de pressão de um gás a colisãode suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra. A pressão de um gás pode ser medida em atmosfera (atm), centímetro de mercúrio (cmHg) e milímetro de mercúrio (mmHg).
Volume
É o espaço ocupado pelo gás. No sistema internacional a unidade do volume é o metrocúbico (m3).
1 m3 = 1000 L
1 L = 1000 mL = 1000 cm
Temperatura
A temperatura dos gases pode ser medida em várias escalas termométricas diferentes (Agamenon, 2011).
Escala Celsius
Segundo o autor a escala Celsius foi construída em 1742 por Andes Celsius (1701-1744), onde ele adotou que o ponto de fusão da água seria 0 e o ponto de ebulição seria 100, e o intervalo entre esses dois valores seriam dividido em cem partes iguais e cada parte dessa escala se denomina grau Celsius (°C) (Agamenon, 2011).
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Escala Fahrenheit
De acordo com o autor, escala Fahrenheit foi construída em 1727 por Daniel G. Fahrenheit (1686-1736). Para determinar um ponto fixo, Fahrenheit baseou-se em uma mistura de água, sal e gelo, atribuindo valor 0, e para o segundo ponto ele tomou como base a temperatura do corpo humano, atribuindo valor 100. Assim nasceu o escala Fahrenheit \(°F) (Agamenon, 2011).
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Escala Kelvin
A escala Kelvin foi construída em 1848 por William Thomson, o Lorde Kelvin (1824-1907). Thomson verificou que ao manter um gás a volume constante, a pressão do gás diminuiria 1/273 do valor inicial se a temperatura caísse 1°C. A partir disso ele concluiu que se diminuísse a temperatura 273°C a partir do 0°C, a pressão do gás seria zero. Então o 0K (zero kelvin) corresponde a -273°C, (Galeano, 2010).
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS COM MASSA DE GÁS FIXA
Quando os valores das variáveis de estado de um gás sofrem alterações dizemos que o gás sofreu uma transformação gasosa.
Algumas transformações gasosas possuem denominações especiais.
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
É quando na transformação o gás mantém constante a temperatura e muda os valores da Pressão e do volume.
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA
É quando na transformação o gás mantém constante a pressão e modifica os valores do volume e da temperatura.
TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA
É quando o gás, na transformação, mantém constante o volume e altera os valores da temperatura e da pressão. Esta transformação também é chamada de ISOMÉTRICA ou ISOVOLUMÉTRICA. (Agamenon, 2011)
AS LEIS DOS GASES
Lei de Boyle: para uma massa constante de um gás, mantida a temperatura constante, o seu volume é inversamente proporcional a pressão.
Pressão 1. Volume 1= Pressão 2. Volume 2
Sofi, leis físicas dos gases, química, 2007. Disponível em: <http://www.sofi.com.br/node/729>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
Lei de Gay-Lussac: Na Química e na Física a Lei de Gay-Lussac é uma lei dos gases perfeitos: sob volume constante, a pressão de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura:
Pressão sobre Temperatura = Kelvin
onde:
P é a pressão do gás
T é a temperatura do gás (em kelvins)
k é uma constante
Alves. Líria, Brasil escola, portal R7, Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/leis-gay-lussac-proust%20.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
Lei de Avogadro: Gases que ocupam o mesmo volume, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Isto quer dizer que à mesma pressão e temperatura, o volume que um gás ocupa é proporcional à quantidade de moléculas desse gás existentes no recipiente. Ou seja, para pressão e temperatura constantes:
Volume 1 sobre Volume 2 = Número de moles 1 sobre Número de moles 2
Em que:
V1 - representa o volume do gás 1;
V2 - representa o volume do gás 2;
n1 - representa o número de moles do gás 1;
n2 - representa o número de moles do gás 2.
Neta, Miguel. físicaequímica.net, 2010. Disponível em: <http://www.fisicaequimica.net/gases/leiavogadro.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
O objetivo deste artigo desenvolver junto a professores e alunos do ensino médio o estudo da química e as mudanças ocorridas meio no ambiente, relacionando a poluição e o estudo dos gases, despertando nos alunos o interesse pela química ambiental que é de extrema importância para o futuro de um país sustentável e desenvolvido.
Metodologia
Através da abordagem de temas importantes e presentes em nosso cotidiano, procurou-se relacionar o ensino do conteúdo químico gases, ligando-o a aspectos do meio ambiente e cotidiano dos alunos. Onde o tema poluição foi abordado como o foco principal. O trabalho teve como base artigos científicos, sites de ensino de química e meio ambiente e em livros de biologia. Também foi elaborado um questionário sobre temas ambientais focando a conscientização da sociedade em relação aos problemas ambientais e além da abordagem dos principais conceitos sobre gases relacionando com aspectos do cotidiano dos alunos.
Resultados e discussões
Através deste trabalho espera-se que os estudantes do ensino médio tenham um pensamento crítico em relação aos problemas que acometem o meio ambiente. Os conceitos de poluição, chuva ácida, gases tóxicos, importância dos gases, além da abordagem do conteúdo gases que foram explorados através de um questionário.
Por meio do questionário espera-se que os alunos relacionem coisas do seu cotidiano ao tema meio ambiente e gases, através da P1, que pergunta o que eles entendem por consciência ambiental, espera-se que os mesmos respondam que consciência ambiental é algo indispensável para os dias de hoje uma vez que esse é um tema recorrente na vida das pessoas, principalmente de jovens estudantes, Respondendo a P2, que pede para que eles citem exemplos de desrespeito ao meio ambiente na cidade em que moram, eles iram identificar exemplos de poluição sonora, ambiental entre outros tipos de desrespeito ao planeta, a P3 questiona o que o aluno faz em benefício do meio ambiente isso fará com que eles reflitam sobre quais atitudes eles estão tomando e poderão tomar para mudar esses fatos, a P4 e a P5 especificam certas atitudes diárias dos estudantes que se feitas corretamente podem ajudar o meio ambiente conscientes do quanto essas atitudes são importantes para preservação do nosso planeta os mesmos se não as praticam deveram praticá-las, a P6 pede a sugestão do aluno para melhorar a relação do homem com o meio ambiente acredita-se que as respostas iram além de palavras bonitas, os estudantes iram expor idéias reais e possíveis na visão de cada um, a P7 pergunta sobre que tipo de sentimento o tema “Química Ambiental” desperta no estudante, espera-se que os mesmos respondam: desenvolvimento sustentável, ciência e preservação, por exemplo, supondo que esse artigo influencie os alunos a P8 pede para eles iram citarem exemplos de como a vida deles irá muda depois deste conteúdo, através da P9 eles tão iram relatar se esse assunto já havia sido abordado antes, na escola em que eles estudam , respondendo a P10 eles iram dizer como enxergam a química em relação ao meio ambiente, espera-se que eles ressaltem que hoje a química busca avanços de forma ética e responsável.
Através da P11 que pergunta aos alunos quais são os gases de maior importância para a vida na terra, eles iram, por exemplo, o carbono, a amônia e o enxofre, com a P12 o mesmos iram responder os que são gases tóxicos, espera-se que eles respondam que os gases tóxicos, são gases que causam males ao nosso planeta, graças a algumas atividades humanas e indústrias que têm contribuído para o aumento de concentração desses gases na atmosfera, a P13 pergunta quais as atividades humanas responsáveis pela emissão de gases tóxicos na atmosfera, espera-se que os mesmos destaquem entre outras atividades a queima de combustíveis fósseis, os desmatamentos, e as queimadas, com a P14 eles iram responder que as variáveis do estado de um gás, são: Pressão, Volume e Temperatura, através da P15 os alunos iram resumir em poucas palavras o que eles entendem por lei dos gases, espera-se que eles falem que existem equações para se verificar o comportamento dos gases.
Conclusão
Mediante a realização desse artigo concluímos que hoje é muito importante trabalhar a química ambiental em sala de aula, mostrando as consequências de toda a destruição causada pelo homem ao meio ambiente, e questionando os alunos sobre seu papel social e científico neste contexto.
Referências
Marcano, K. D. N, Schnetzler, R. P, Ações e Concepções de Professores Sobre Contextualização de Conhecimentos Químicos no Ensino Médio de Química, XIV Encontro Nacional de Ensino de Química (XIV ENEQ), 2008.
Silva, R. M. G, Contextualização Aprendizagens em Química na Formação Escolar, Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola- A Química na Formação Escolar, N° 18, Novembro de 2003.
Santos, W. L. P, Schnetzler, R. P, Educação em Química, Compromisso com a Cidadania, 3ª Edição, Editora UNIJUÍ, Ijuí, Rio Grande do Sul, 2003.
Nascimento, A. M, Silveira, A. P. C, Costa, K, Riehl, L. A. S. R, Santos, Z. A.M, Reciclagem de Lixo e Química Verde, Química e o Meio Ambiente, Curso de Formação Continuada, Ciências da Natureza, Matemática e Suas Tecnologias, 2005.
Giordan, M, Experimentação Por Simulação, Ensino de Ciências, Textos LAPEQ, Número 08, Junho de 2003.
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FADINI, P. S. Lixo: Desafios e Compromissos. Química Nova na Escola, v. 1, p. 9-18, 2001.
Pinto, L, O Ar e Seus Factores, Slideshare, 2011. Disponível em:< http://www.slideshare.net/mjagualuza/importncia-dos-gases> Acesso em: 20. Outubro. 2001.
Agamenon, R, Estudo dos Gases, 2011.
Plicas, L. M. A, Forgerini, D, Facchini, F. A, Filho, L. A. G, O Ensino de Química e Meio Ambiente: O Exercício da Transversalidade da Educação Ambiental, 3° Congresso de Extensão Universitária, Meio Ambiente, 2006.
You tube,Experimento de Gay Lussac, Epalm, 2009. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=ifEqJhnzELY&feature=related> Acesso em: 23. Outubro. 2011.
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Mediante a realização desse artigo concluímos que hoje é muito importante trabalhar a química ambiental em sala de aula, mostrando as consequências de toda a destruição causada pelo homem ao meio ambiente, e questionando os alunos sobre seu papel social e científico neste contexto.
Referências
Marcano, K. D. N, Schnetzler, R. P, Ações e Concepções de Professores Sobre Contextualização de Conhecimentos Químicos no Ensino Médio de Química, XIV Encontro Nacional de Ensino de Química (XIV ENEQ), 2008.
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