Atividade prática - Estudando a água Parte 4

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1 Atividade prática - Estudando a água Parte 4 9º ano do Ensino Fundamental e 1º ano do Ensino Médio Objetivo Diversos experimentos, usando principalmente água e materiais de fácil obtenção, são possíveis e importantes para vivenciar as principais propriedades físicas e químicas da água, bem como sua interação com outras substâncias. É desnecessário falar da importância de se conhecer as propriedades da água, principalmente em tempos que anunciam a escassez desse recurso. Além disso, o estudo da água também permite introduzir a compreensão das propriedades de outras substâncias, ampliando os horizontes do entendimento científico de diversos fenômenos do cotidiano; que, por sua vez, são inerentes às questões ambientais, industriais, culinárias, medicinais e muitas outras. Introdução Em fevereiro e março de 2015, foi noticiado um aumento expressivo da ocorrência dos casos de dengue, com vários casos de morte em algumas cidades do estado de São Paulo e Minas Gerais. Algumas delas entraram em estado de alerta ou de emergência, e os hospitais tiveram que reservar áreas exclusivas para o atendimento dos casos suspeitos e de tratamento dos casos confirmados. O curioso, é que, em vários desses municípios com epidemia de dengue, ocorreram situações de falta de abastecimento de água nos meses anteriores. Ora, sabe-se que o mosquito da dengue precisa de água para sua reprodução. Como, então, foi possível o aparecimento de dengue onde havia falta de água? Acontece que, justamente pela falta de água, a população tratou de providenciar recipientes para a coleta de água de chuva, usando baldes, bacias e vasilhames diversos, a maioria deles sem tampa. Assim, nas semanas seguintes à chegada das chuvas, o mosquito aedes aegypti encontrou o ambiente ideal para se multiplicar: água limpa e parada, em milhares de recipientes destampados. Além do problema da dengue, a água parada pode promover o desenvolvimento de colônias de diversos tipos de bactérias, o que pode gerar novos problemas de saúde quando for utilizada. Três sugestões para desinfecção correta da água Além de manter a água de estocagem em recipientes fechados, as três providências abaixo são importantes para o armazenamento e desinfecção da água antes de ser utilizada para consumo humano: 1. Uma providência adequada e mais recomendada é a fervura, mas isso pode aumentar muito o consumo de gás de cozinha e de outras fontes de calor. 2. Outra providência é o uso de hipoclorito de sódio (NaClO) ou água sanitária, que contém um mínimo de 2% de hipoclorito de sódio ou de cálcio. Nesse caso, as recomendações são: Consumo direto: 2 gotas (0,1mL) por litro de água, e consumo após 30 minutos. Desinfecção de caixas d água: 1 litro de água sanitária para cada 1000 litros de água, com tempo de espera de 1 hora, mas a água não pode ser consumida, mas eliminada; a caixa deve sofrer enxague, para depois receber nova água. Se a água da caixa estiver límpida, não desperdice a água: use a primeira proporção, ou seja, 100mL de água sanitária para cada 1000 litros de água.

2 Desinfecção de hortifrutícolas: 1 colher de sopa (8mL) de água por litro de água, para imersão dos alimentos crus, com tempo de espera de 30 minutos. Enxágue em água corrente potável. 3. Uma terceira opção, mais barata e eficiente, além de garantir armazenamento fechado, é o uso de luz solar sobre a água guardada em garrafas PET; método conhecido como Solar Water Desinfection (SODIS), capaz de inativar as bactérias Escherichia coli, Vibrio cholerae, Streptococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Shigella flexneri, Salmonella typhi, Salmonella enteritidis e Salmonella paratyphi; além dos vírus bacteriófago f2, rotavírus, vírus da encefalomiocardite, oocitos de Cryptosporidium. A luz solar pode inativar também alguns microorganismos causadores de diarreia em água não tratada. Esses efeitos são causados pela luz ultravioleta-a (UVA), mortais para a maioria dos microorganismos, ultravioleta-b (UVB) que promove a formação de radicais livres de oxigênio e peróxido de hidrogênio (H2O2), que também atacam os organismos patogênicos e a radiação infravermelha (calor) que aquece a água acima de 50ºC, acelerando em três vezes a velocidade de todos esses processos. Acredita-se que haja também formação de ozônio (O3) na água aquecida com luz solar, contribuindo também para a desinfecção. Método SODIS de desinfecção da água O SODIS promete ser o método mais empregado no futuro pelas populações carentes em todo o mundo, por ser o mais barato possível. As garrafas PET incolores com a água a ser desinfectada são deixadas ao Sol por seis horas ou dois dias, dependendo da quantidade de nuvens. Disponíveis (acesso: ): Os segredos da ebulição Como foi visto, a água pode abrigar diversas formas de vida e a fervura é uma forma de eliminar os organismos nocivos ao consumo humano. Mas, o que é a ebulição? Por que ela ocorre em uma temperatura específica, dependendo da altitude? Será que ela pode acontecer à temperatura ambiente? Qual a diferença entre evaporação e ebulição? Outros líquidos entram em ebulição à

3 mesma temperatura que a água? Caso outros líquidos entrem em ebulição em temperaturas diferentes, porque isso acontece? Para responder a essas perguntas, vamos por partes. Primeiro, considere o gráfico ao lado, chamado diagrama de fases da água. Verifique que, sob uma pressão atmosférica de 760mm de mercúrio (que corresponde à pressão do ar em altitude zero, ao nível do mar), a água consegue passar do líquido para vapor a 100ºC. Mas, se o valor da pressão for diferente, outras temperaturas de ebulição são possíveis. Diagrama de fases da água. Disponível (acesso: ): Um líquido só entra em ebulição ou fervura quando a sua pressão de vapor for equivalente ou maior que a pressão do ar. Em outras palavras, a ebulição só acontece quando as moléculas do líquido adquirem agitação suficiente para empurrar o ar de baixo para cima. Por isso, se reduzirmos a pressão do ar sobre o líquido, é possível, sim, fazer a ebulição da água em temperaturas menores que 100ºC. Observe, no mesmo gráfico, que o ponto triplo reúne as condições de temperatura e pressão capazes de manter a água simultaneamente nos estados sólido, líquido e gasoso. É claro que somente a ebulição em temperaturas elevadas pode esterilizar a água; ou seja, as fervuras que são realizadas nas condições ambientes. Isso porque é a ação do calor que expulsa os gases dissolvidos na água, principalmente o oxigênio (O2), além de comprometer a estrutura das proteínas que constituem os organismos patogênicos. Lembre-se de que as mudanças de estado físico, inclusive a ebulição, não alteram as moléculas de água; apenas afastam umas das outras por agitação. As moléculas de água são muito polares e se atraem pelos polos contrários por forças intermoleculares chamadas ligações de hidrogênio. A ebulição quebra essas forças, sem quebrar as ligações covalentes que unem os átomos de hidrogênio e oxigênio. As ligações de hidrogênio atraem as moléculas de água, formando os estados sólido e líquido, mas não existem no estado gasoso. Disponível (acesso: ): Experimento 1 Observando o aquecimento Material

4 A) Água destilada ou de torneira. B) Bico de Bunsen, lamparina ou outra fonte de calor. C) Béquer de 500mL. D) Tripé metálico. E) Tela de amianto. F) Termômetro de laboratório. G) Fósforos. H) Suporte universal. I) Garra para fixar o termômetro suspenso no suporte. Procedimento 1. Monte o sistema de aquecimento com o bico de Bunsen, tela de amianto e tripé. 2. Coloque cerca de 300mL de água dentro do béquer. 3. Fixe a garra no suporte e o termômetro na garra, de forma que o bulbo do termômetro fique submerso na água, mas sem encostar no fundo do béquer. 4. Inicie o aquecimento da água. 5. Assim que surgirem as primeiras bolhas de gás, mesmo que sejam bem pequenas, no fundo ou nas paredes laterais do béquer, anote a temperatura da água e desligue o sistema de aquecimento. Observações e questões 1) Em qual temperatura você observou o surgimento das primeiras bolhas de gás? Você considera essa temperatura próxima ou distante do ponto de ebulição da água? Comente. 2) Por que aconteceu produção de bolhas na temperatura observada, já que a temperatura de ebulição da água é próxima dos 100ºC? Comente. 3) Qual é a composição química provável dos gases presentes nas bolhas observadas? Comente. 4) Como os peixes, outros seres dos rios e mares conseguem respirar no ambiente aquático? O gás que os peixes respiram é o mesmo que nós respiramos? Comente e explique.

5 5) Considere duas garrafas PET fechadas, idênticas, contendo um mesmo refrigerante, porém uma bem gelada e outra em temperatura ambiente. Se abrirmos as duas garrafas, qual delas tende a liberar mais quantidade de bolhas? Comente e explique, baseando-se nos conceitos de agitação de partículas e de temperatura. 6) Compare a situação da questão acima com a situação do experimento que você realizou. Quais as semelhanças entre as duas situações? Compare. 7) O que você diria da prática de uma indústria que recolhe grandes quantidades da água de um rio para seus processos e depois a devolve ao ambiente um pouco mais quente que a água do rio? Quais são as consequências para a qualidade da água? Quais as consequências para as espécies aquáticas? Comente e explique o que acontece.