INTERAÇÃO ENTRE OS SERES VIVOS PROBLEMAS AMBIENTAIS BRASILEIROS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL : UMA RELAÇÃO POSSÍVEL? EXPERIMENTO (Experimento): Simulação de chuva ácida e suas consequências - Aula 1
1. Resumo O experimento visa avaliar o efeito de soluções ácidas sobre a germinação de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris), como modelo da ação da chuva ácida sobre a germinação das plantas em geral. Nesta aula, serão preparadas as soluções ácidas e será iniciado o processo de germinação do feijão. 2. O experimento 2.1 Materiais 1 frasco de boca larga com tampa (tipo frasco de maionese); 1 frasco Kitasato de 500mL; 3 pipetas de Pasteur; 3 frascos borrifadores; 3 placas de Petri; Algodão ou papel filtro; 1 fio de cobre de 20 cm (nº18); 1 caneta ou lápis; 1 isqueiro; Enxofre em pó; Água destilada; Papel indicador de ph; Fermento biológico; Açúcar; 1 colher de sopa; Rolha; Mangueira de borracha; Feijões. Figura 1: Materiais necessários. 2.1.1 Dicas de obtenção de materiais As placas de Petri podem ser substituídas por vasilhas plásticas com tampa transparente. As pipetas de Pasteur podem ser substituídas por conta-gotas. O isqueiro pode ser substituído por fósforos. O kitasato pode ser substituído por uma garrafa pet com a tampa furada e transpassada por um tubinho (uma caneta sem a carga, por exemplo) que possa ser conectado à mangueira. O algodão pode ser substituído por papel de filtro. 2.2 Procedimento A emissão de poluentes industriais, queima de carvão e combustíveis fósseis lançam gases que se combinam com o oxigênio e o vapor de água, formando as chamadas chuvas ácidas por serem carregadas de ácido sulfúrico, ácido nítrico e ácido carbônico. Essas águas com ph ácido acidificam o solo e interferem no desenvolvimento das plantas. Nesse experimento, verificaremos a influência de solução de ácido sulfúrico (ph = 2) e ácido carbônico (ph = 4) na germinação e no desenvolvimento de feijão. Numa aula anterior, divida a classe em grupos, explique o experimento e peça para que os grupos tragam os materiais necessários. Discuta o que é chuva ácida e pergunte quais seriam as consequências de sua ocorrência para o desenvolvimento 2
das plantas. Esse experimento pretende ajudar na resposta a essa questão. Propomos, primeiramente, o preparo das soluções de ácido sulfúrico e ácido carbônico. O preparo do ácido sulfúrico deverá ser feito com muito cuidado. Você pode fazer as etapas junto com os grupos, explicando-as e monitorando cada passo. 2.2.1 Protocolo Experimental Germinação dos feijões 1. Colocar algumas sementes de feijão em água para determinar a viabilidade das mesmas. As viáveis serão as que permanecerem no fundo. As que boiarem possuem ar no seu interior, podendo indicar provável perfuração por parasita; 2. Montar 3 placas de petri (Figura 2): Colocar algodão (ou papel de filtro) no fundo das placas de Petri e rotulá-las de acordo com o tratamento que será realizado (água, ácido carbônico e ácido sulfúrico). Também anote a data em que o procedimento foi iniciado; Figura 2: Feijões nas placas para germinação. 3. Colocar cinco sementes de feijão em cada placa; 4. Preparar as soluções de ácido sulfúrico e ácido carbônico, conforme instruções abaixo; Preparo da solução de ácido sulfúrico: 1. Com um pedaço de fio de cobre, construir um cone com cerca de 1 cm de altura, usando como molde a ponta de uma caneta esferográfica, dando voltas bem apertadas. Figura 3: Modo de enrolar o fio de cobre na caneta. 3
2. Colocar um pouco de água destilada dentro do frasco de boca larga. Prender o fio do cone na borda do frasco, conforme a figura 4. Figura 4: Posição do fio dentro do frasco. 3. Remover o cone e enchê-lo com enxofre em pó. 4. Acender o isqueiro embaixo do cone, iniciando a queima do enxofre. 5. Rapidamente, colocar o cone dentro do frasco e tampar. Observar o que ocorre. 6. Após a queima do enxofre, retirar o cone e agitar o frasco para diluir a fumaça produzida na água do frasco. 7. Medir o ph, que deverá estar na faixa entre 2 e 3, com o papel indicador de ph (figura 5) e armazenar em um frasco borrifador rotulado com o nome do ácido, ph e data. Figura 5: Medida do ph da solução. Preparo da solução de ácido carbônico: 1. Em um frasco kitasato, adicionar 200 ml de uma solução contendo água morna (37 o C), 4 colheres de sopa de açúcar e um tablete de fermento biológico fresco. 4
Figura 6: Material para o preparo da solução de fermentação para produção de H 2 CO 3. 2. Fechar a boca do frasco com rolha e ligar uma mangueira à saída lateral do frasco kitasato. Inserir a outra extremidade em um frasco com água, de modo que o gás produzido borbulhe na água (figura 7). Figura 7: Montagem do Kitasato com a mangueira. 3. Após o término do borbulhamento, determinar o ph (que deverá estar por volta de 4), da mesma forma que foi feito com a solução de ácido sulfúrico, rotular o frasco e armazenar. O ácido carbônico é um ácido fraco, podendo haver perda de CO 2 para o ambiente e consequente alteração do ph, sendo necessário o armazenamento num recipiente com tampa em que o ácido ocupe quase todo o volume. Por isso, é importante aferir o ph da solução diariamente, em cada tratamento das sementes, para verificar se não houve alteração no ph. 4. Molhar diariamente o algodão com 2 ml das respectivas soluções (água, ácido carbônico e ácido sulfúrico) e colocar as sementes para germinar de 2 a 7 dias à temperatura ambiente. 3. Sugestão de roteiro de trabalho A seguir, sugerimos um roteiro de trabalho para ser utilizado na íntegra ou adaptado, e que poderá ser entregue aos alunos. Ele contém todas as orientações necessárias para o desenvolvimento da aula prática e também algumas questões que auxiliarão no fechamento da atividade. 5
PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA Simulação de chuva ácida e suas consequências Aula 1 Nome: N Série: Data: Objetivo da aula prática: Nesta aula, avaliaremos o efeito de soluções ácidas sobre a germinação de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris), como modelo da ação da chuva ácida sobre a germinação das plantas em geral. Protocolo Experimental Materiais: 1 frasco de boca larga com tampa (tipo frasco de maionese); 1 frasco Kitasato de 500mL; 3 pipetas de Pasteur; 3 frascos borrifadores; 3 placas de Petri; Algodão (ou papel filtro); 1 fio de cobre de 20 cm (nº18); 1 caneta ou lápis; 1 isqueiro; Enxofre em pó; Água destilada; Papel indicador de ph; Fermento biológico; Açúcar; 1 colher de sopa; Mangueira de borracha; Feijões. Procedimento: Germinação dos feijões 1. Colocar algumas sementes de feijão em água para determinar a viabilidade das mesmas. As viáveis serão as que permanecerem no fundo. As que boiarem possuem ar no seu interior, podendo indicar possível perfuração por parasita; 2. Colocar algodão (ou papel de filtro) no fundo das placas de Petri e rotulá-las com o tratamento que será realizado (água, ácido carbônico ou ácido sulfúrico) e data; 3. Colocar cinco sementes de feijão em cada placa; 4. Preparar a soluções de ácido sulfúrico e ácido carbônico, conforme instruções abaixo: 6
Preparo da solução de ácido sulfúrico 1. Com um pedaço de fio de cobre, construir um cone com cerca de 1 cm de altura, usando como molde a ponta de uma caneta esferográfica, dando voltas bem apertadas. 2. Colocar um pouco de água destilada dentro do frasco de boca larga. Prender o fio do cone na borda do frasco. 3. Remover o cone e enchê-lo com enxofre em pó. 4. Acender o isqueiro embaixo do cone, iniciando a queima do enxofre. 5. Rapidamente, colocar o cone dentro do frasco e tampar. Observar o que ocorre. 6. Após a queima do enxofre, retirar o cone e agitar o frasco para diluir a fumaça produzida na água do frasco 7. Medir o ph, que deverá estar na faixa entre 2-3, com o papel indicador de ph e armazenar em um frasco borrifador rotulado com o nome do ácido, ph e data. Preparo da solução de ácido carbônico: 1.Em um frasco kitasato, adicionar 200mL de uma solução contendo água morna (37 o C), 4 colheres de sopa de açúcar e um tablete de fermento biológico fresco. 2.Fechar a boca do frasco com rolha e ligar uma mangueira à saída lateral do frasco kitasato, e inserir a outra extremidade em um frasco com água, de modo que o gás produzido borbulhe na água. 3.Após o término do borbulhamento, determinar o ph (que deverá estar por volta de 4), da mesma forma que foi feito com a solução de ácido sulfúrico, rotular o frasco e armazenar. 4.Molhar o algodão das placas com 2 ml das respectivas soluções e colocar as sementes para germinar de 2 a 7 dias, molhando o algodão diariamente. 7
4. Referências complementares 1.Chuva ácida. Site contendo informações sobre chuva ácida. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2000/chuva/chuvaacida.htm Acesso em: 01/03/2010 2. Chuvas ácidas. Site contendo informações sobre poluição atmosférica e chuva ácida. Disponível em: http://www.usp.br/qambiental/chuva_acidafront.html Acesso em: 01/03/2010 3. Poluição Atmosférica e chuva ácida. Site contendo informações sobre poluição atmosférica e chuva ácida. Disponível em: http://www.mundoeducacao.com.br/geografia/chuvas-acidas.htm Acesso em: 01/03/2010 4. Efeitos de chuva ácida simulada sobre parâmetros morfológicos, de crescimento, componentes de produção e fenologia da cultura do feijão em Ponta Grossa PR. Artigo da Publicação da UEPG Ciências Exatas e daterra, Ponta Grossa, 14 (2): 133-141, ago. 2008 Disponível em: http://www.revistas2.uepg.br/index.php/exatas/article/viewfile/779/685 Acesso em: 05/03/2010 4. Produção de um indicador ácido/ base. Experimento de desenvolvimento de um indicador ácido/base com repolho roxo. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichatecnica.html?id=21050 Acesso em: 11/03/2010 5. Neutralización ácido base. Vídeo que mostra uma reação de neutralização de ácido-base, utilizando limão, bicarbonato de sódio, água e líquido indicador. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichatecnica.html?id=19831 Acesso em: 11/03/2010 6. Fertilizantes a base de fósforo em solos. Experimento que ensina o conceito de reação de precipitação através da existência de fosfato nos fertilizantes. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichatecnica.html?id=19712 Acesso em: 11/03/2010 8
FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa. Vice-reitor: Edgar Salvadori de Decca. Pró-reitor de pós-graduação: Euclides de Mesquita Neto. Instituto de Biologia Diretora: Shirlei Maria Recco Pimentel. Diretor Associado: Flavio Antonio Maës dos Santos. EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva. Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres. Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Geraldi. OBJETO DE APRENDIZAGEM Simulação de chuva ácida e suas consequências - Aula 1 Coordenação do Experimento: Bianca Caroline Rossi Rodrigues. Redação: Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Maurício Aurélio Gomes Heleno, Helika A. Chikuchi e Eduardo Galembeck. Pesquisa: Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Maurício Aurélio Gomes Heleno Revisão de Conteúdo: Daniela Kiyoko Yokaichiya, Marcelo J. de Moraes e Cristiane Zaniratto. Testes de Bancada e Captura de Imagens: Maurício Aurélio Gomes Heleno, Gislaine Lima Marchini, Roney Vander dos Santos, Eric Dias da Silva e Ana Luiza de Araujo. Edição de Imagem: Florencia María Piñón Pereira Dias. Adequação Linguística: Lígia Francisco Arantes de Souza. Diagramação: Thais Goes. A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons Atribuição 2.5 Brasil - cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante. Toda obra derivada deverá ter uma Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Universidade Estadual de Campinas UNICAMP Rua Monteiro Lobato, 255 CEP 13083-862, Campinas, SP, Brasil 9