Reis Química

. Acesso em: 14 abr. 2016.

Resolução dos exercícios

1 Reação que representa a formação da poliacrilamida:



2 Alternativa c.

(1) eteno ou etileno → (9) polietileno

(2) cloreto de vinila → (5) PVC

(3) vinilbenzeno → (6) poliestireno

(4) tetrafluoretileno → (7) teflon

3 Alternativa a. O poliacrilato de sódio apresenta ligações iônicas entre o oxigênio e o sódio e ligações covalentes entre os outros átomos da estrutura.

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=PG=346=

4 Alternativa b. Os polímeros são constituídos por unidades estruturais repetitivas denominadas monômeros. O monômero da borracha natural é o isopreno, e o polipropileno é o resultado da polimerização do propileno ou propeno.

5 Alternativa a.

III. Errada. Polímeros termofixos não têm ponto de fusão, ou melhor, são infusíveis. Esses polímeros adquirem por aquecimento, ou outro tratamento qualquer, uma estrutura tridimensional e rígida com ligações cruzadas. Seu formato não pode ser modificado. Não permitem reprocessamento.

6 Alternativa e. O monômero da borracha natural é o metil-but-1,3-dieno e a vulcanização é feita pela adição de enxofre. O poli-isopreno apresenta várias ligações duplas ao longo da cadeia e, por isso, é bastante susceptível a reagir como o Cℓ₂(g). Ele se torna mais resistente ao ataque dessa e de outras substâncias como o oxigênio, por exemplo, após passar pelo processo de vulcanização.

7 Alternativa d. O poliestireno ou polivinilbenzeno é um polímero de adição obtido por polimerização em cadeia. O náilon é um polímero de condensação obtido pela polimerização do ácido hexanodioico e da hexan-1,6- -diamina, com eliminação de moléculas de água. O PVC ou policloreto de vinila é um polímero de adição obtido por polimerização em cadeia.

8 a) O mais resistente à tração é o náilon. Isso ocorre porque existem ligações covalentes muito polares na sua estrutura (por exemplo, N—H), de modo que entre cadeias poliméricas distintas ocorrem fortes atrações por ligações de hidrogênio. No caso do polietileno, ocorrem atrações mais fracas denominadas forças de Van der Waals.

b) O principal tipo de atração entre cadeias poliméricas do náilon são as ligações de hidrogênio. Essas atrações estão representadas pelas linhas ponti lhadas no esquema abaixo:

O PVC ou policloreto de vinila é um polímero de adição obtido por polimerização em cadeia.

9 a) Náilon: amida e dexon: éster.

b) Ácido  -hidroxietanoico.

O composto obtido apresenta os grupos funcionais álcool e ácido carboxílico.

Atividade extra

O objetivo desta atividade é reconhecer o tipo de plástico por meio de um experimento simples e de baixo custo.

O critério para diferenciação dos materiais é a diferença de densidade.

O esquema a seguir representa a separação dos plásticos quando em contato com a água, solução alcoólica e olução salina.

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Densidades aproximadas em g/cm ³ dos materiais usados no experimento, a aproximadamente 25^o C (a densidade varia conforme a massa molecular do polímero, ou seja, conforme o grau de polimerização obtido):

• PEAD (polietileno de alta densidade): 0,935 a 0,960 g/cm³.

• (Observação: a densidade do PEBD, polietileno de baixa densidade, varia entre 0,910 e 0,925)

• PP (polipropileno): 0,900 a 0,910 g/cm³.

• PS (poliestireno): 1,040 a 1,080 g/cm³.

• PET (polietileno tereftalato): 1,220 a 1,400 g/cm³ .

• (Observação: o PET pode ser substituído por PVC, densidade variando entre 1,300 e 1,350 g/cm³.)

• Água: ≃0,99 g/cm³.

• Álcool etílico hidratado a aproximadamente 50%: ≃0,76 g/cm³.

• Solução saturada de água e sal: ≃1,2 g/cm³.

Fonte: AGUIAR, Mônica R. Marques Palermo de; ARCANJO, Maria Elena; CARVALHO, Elaine Luiz de; LEITE, Marcia C. A. M.; OLIVEIRA,Rachel Ouvinha de; SANTA MARIA, Luiz Claudio de. Coleta seletiva e separação de plásticos. Química Nova na Escola, n. 17, maio, 2003.Extraído do site: . Acesso em: 14 abr. 2016.

FRANCHETTI, Sandra Mara M.; MARCONATO, José Carlos. A importância das propriedades físicas dos polímeros na reciclagem. Química Nova na Escola, n. 18, novembro, 2003.

Materiais

• Pedaços de plástico (copo descartável de café (PS), embalagem de margarina (PP), garrafa de água ou embalagem de detergente (PEAD), embalagem de óleo de cozinha ou de refrigerante (PET) ou pedaço de cano ou mangueira (PVC)

• Álcool etílico (álcool comercial)

• Sal de cozinha

• Uma colher de chá

• Três potes de sorvete vazios

• Copinho descartável de café

• Copo descartável de água

Como fazer Sem conhecer o tipo de plástico, é possível identificá-lo a partir de suas densidades, cujos valores são tabelados. Prepare os potes de sorvetes da seguinte forma: Pote 1: somente água. Pote 2: solução alcoólica (um copo de água e um copo de álcool etílico 96 °GL) Pote 3: solução salina (dois copos de água mais três copinhos de café de sal) Peça que cada grupo coloque os pedaços de plástico em cada um dos potes e anote os resultados em forma de tabela.

Solicite que organizem as informações em forma de esquema e tentem levantar hipóteses sobre os resultados obtidos.

Compreendendo o mundo

Nesta unidade estudamos as reações orgânicas, incluindo as reações de polimerização que dão origem aos materiais mais utilizados, práticos, vantajosos economicamente e problemáticos ecologicamente, os plásticos.

Paralelamente refletimos sobre vários aspectos do consumismo, os fatores que geram esse hábito ou essa vontade que muitas vezes pode levar um jovem a praticar um ato ilícito (quem nunca ouviu falar de adolescentes envolvidos em roubos ou homicídios por causa de carro, moto ou uma peça aparentemente banal como um par de tênis?).

Nesse sentido é assustadora a força da propaganda, capaz de levar uma pessoa a desejar tanto uma coisa a ponto de cometer um crime.

Além disso, há os hábitos alimentares errados que comprometem a saúde a longo prazo e os estímulos ao consumo de álcool e tabaco, que tantos transtornos causam ao sistema de saúde público.

Levar o aluno a refletir sobre a força da propaganda na sua vida, sobre o consumismo exacerbado (ou a vontade de exercê-lo), sobre o que isso está causando ao meio ambiente e quais as práticas que estão sendo implantadas para se viver com sustentabilidade e em harmonia com a natureza é com certeza bastante enriquecedor para sua formação.

Unidade 4 – Alimentos e aditivos para alimentos

O tema central desta unidade é alimentos e aditivos. Normalmente as preocupações do aluno em relação à alimentação surgem apenas diante de algum problema estético como, “necessidade” de emagrecer, de engordar, de conter a acne (tão comum nessa idade), de ganhar massa muscular e também relacionado a algum motivo ideológico, como deixar de comer carne, por exemplo.

Mas mesmo diante desses motivos, o adolescente é facilmente seduzido pela comida rapidamente disponível, altamente processada e gordurosa, com muitos aditivos e poucos nutrientes. Esse tipo de alimentação, para um organismo em formação (na verdade, para qualquer organismo), pode ser prejudicial.

Por isso, na medida em que discorremos sobre Bioquímica vamos paralelamente discutindo assuntos relacionados a esse tema para que o aluno fique mais informado e possa fazer opções mais conscientes.

Note que um dos textos de abertura é de um ganhador do Prêmio Nobel de Química. Saber de suas dúvidas em relação a aditivos usados em alimentos (no caso, maçãs) e sobre a ação desses aditivos no organismo nos dá uma ideia da dimensão do problema que vamos discutir.

Antes de iniciar a unidade, se possível, convide um profissional da área de saúde, de preferência de nutrição, para dar uma palestra aos alunos sobre alimentação equilibrada, IDA, uso excessivo de alimentos processados, entre outros.

É interessante reservar um tempo da palestra para tirar as dúvidas dos alunos sobre o tema.

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=PG=348=

Após a palestra, peça que escrevam um texto sobre as informações que julgaram mais importantes, sobre aquilo que aprenderam e que pretendem aplicar em seu dia a dia.

Como justificar para o aluno a importância do que ele irá aprender agora?

Nessa unidade vamos estudar Bioquímica, a Química dos seres vivos. Como somos seres altamente complexos, não há dúvida que a Química que se desenvolve em nossos corpos é igualmente complexa (e fascinante!). Mas é importante ressaltar que o aluno não deve se preocupar com as fórmulas dos compostos ou os detalhes das reações bioquímicas.

O importante é que ele fique atento principalmente a aplicação dos conhecimentos que já adquiriu para entender as propriedades dos compostos bioquímicos.

Por exemplo, por que a sacarose é altamente solúvel em água? Por que as ceras são insolúveis? O que torna as proteínas adequadas a construção de músculos?

As propriedades dos compostos bioquímicos estão relacionadas ao(s) grupo(s) funcional(is) a que pertencem e ao tipo de cadeia carbônica que possuem. Essas propriedades determinam a função desses compostos nos organismos vivos.

De fato, não existe maneira melhor para concluir o estudo da Química orgânica do que aplicando tudo o que aprendemos para entender melhor o mecanismo da vida.

Sobre como desenvolvemos o conteúdo

Iniciamos com um capítulo de introdução à Bioquímica no qual definimos os álcoois graxos e os ácidos graxos, moléculas básicas presentes na estrutura de diversos compostos bioquímicos.

Logo no início também discutimos os principais aditivos intencionais e sua função nos alimentos, comentamos sobre a importância de ler e compreender o rótulo dos produtos que consumimos e informamos sobre uma série de sites que analisam os produtos disponíveis no comércio quanto à veracidade das informações que constam em seus rótulos. O aluno deve entender que receber informações sobre os produtos que consome é um direito e que agir com consciência é um ato de cidadania.

Durante o estudo da Bioquímica, ressaltamos as informações que podem ser úteis para o aluno, independentemente da profissão que ele escolher.

Ao tratar de lipídios, por exemplo, discutimos a função do colesterol no organismo humano a diferença entre o HDL e o LDL.

Ao falar de carboidratos comentamos sobre o índice glicêmico e como romper o ciclo de fome e compulsão alimentar que se instala em pessoas que se alimentam exclusivamente com carboidratos simples (refinados). Falamos também sobre os aditivos alimentares não intencionais, como se calcula a IDA (ingestão diária aceitável) dos aditivos e como são feitos os respectivos testes de segurança para o emprego de aditivos em alimentos.

Caso haja tempo e interesse, pode sugerir aos alunos que vejam o filme Não matarás do instituto Nina Rosa (disponível no YouTube), e escrevam um texto sobre suas impressões, que pode valer para avaliação.

Por fim, falamos das proteínas, de como os aminoácidos se formaram em nosso planeta, na indústria do curtume e discutimos algumas mazelas da sociedade como preconceito e botulismo.

Acreditamos com isso que o aluno terá adquirido uma boa base de Química orgânica que terá utilidade em sua vida.

Capítulo 9 – Introdução à Bioquímica

Este capítulo trata dos estudos de algumas classes de compostos bioquímicos como álcoois graxos, ácidos graxos e lipídos. Dessas classes de compostos são discutidas suas funções orgânicas, propriedades e algumas aplicações.

São apresentados assuntos como: a reação de saponificação, biodiesel e esteroides.

Objetivos

• Conceituar álcoois graxos, ácidos graxos e lipídios, reconhecendo seus grupos funcionais.

• Reconhecer que os álcoois graxos e os ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados.

• Reconhecer a presença de ácidos graxos saturados em alguns alimentos.

• Entender as informações fornecidas nos rótulos das embalagens dos alimentos.

• Reconhecer a produção de margarinas a partir dos óleos vegetais e entender o que é gordura trans.

• Reconhecer os lipídios mais simples: cerídeos, glicerídeos e esteroides.

• Reconhecer a diferença de óleo e gorduras através da fórmula estrutural.

• Definir biodiesel com ênfase nos aspectos químicos.

• Reconhecer os esteroides com ênfase no colesterol e nos hormônios sexuais.

Conteúdos específicos indispensáveis para a sequência dos estudos

• Definição, reconhecimento de função dos álcoois graxos, ácidos graxos e lipídios.

• Tipos de lipídios: cerídeos e glicerídeos.

• Reação de formação do sabão.

• Reação de formação do biodiesel.

• Diferença entre óleos e gorduras.

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Comentários e sugestões

Seria interessante para este assunto que houvesse uma integração entre o professor de Química e o de Biologia. No início do ano, durante o planejamento, pode-se verificar se há interesse e disponibilidade para desenvolver um trabalho em conjunto.

Inicie a aula discutindo com seus alunos os álcoois graxos, enfatizando as propriedades de tensoativos devido ao tamanho da cadeia carbônica. O boxe Curiosidade da página 223 detalha esse assunto.

Sobre os ácidos graxos, é importante que os alunos reconheçam a fórmula estrutural e percebam a importância, para a saúde, de consumir ácidos graxos insaturados do tipo cis e evitar os do tipo trans (que são formados na fabricação de gorduras vegetais).

Uma proposta muito interessante é fazer a análise dos nutrientes nos rótulos dos produtos que os alunos costumam consumir (veja a seguir, no boxe Conversa com o professor, um exemplo desse trabalho).

Se possível, mostre na lousa como é feito o cálculo para determinação da porcentagem de calorias ou de outro nutriente qualquer fornecido pelo alimento para uma dieta de 2 000 kcal ou 2 500 kcal.

Conversa com o professor

“Interpretação de rótulos de alimentos no ensino de Química

Uma característica comum nas aulas de Química é a memorização de conceitos, fórmulas e leis. Com isso, as aulas tornam-se monótonas, o que impede a participação ativa dos estudantes. Muitas vezes, os conteúdos ensinados em sala de aula não os fazem refletir sobre os fenômenos vivenciados no dia a dia nem conseguem desenvolver senso crítico de investigação pelo conhecimento.

A abordagem de questões cotidianas atuais ajuda a formar cidadãos qualificados, mais críticos e mais preparados para a vida, para o trabalho e para o lazer (Chassot, 1993). Nesse âmbito, Santos e Schnetzler (2000) constataram a importância dos temas químicos sociais, que visam a efetivar a contextualização dos conteúdos programáticos. A partir da compreensão de conceitos científicos relacionados à temática proposta, tem-se o desenvolvimento das habilidades básicas relativas à formação da cidadania, como a participação e a capacidade de tomada de decisão, pois trazem para a sala de aula discussões de aspectos sociais relevantes, que exigem dos alunos posicionamento crítico quanto à sua solução.

Dentre os diversos temas contextualizadores, destacam-se os alimentos. Além de ser um elemento motivador, a alimentação é um tema rico conceitualmente, o que permite desenvolver conceitos químicos, físicos, biológicos, entre outros, proporcionando aos estudantes compreender sua importância, de forma a conscientizá-los sobre a necessidade de uma dieta que esteja de acordo com as necessidades diárias.

Segundo Evangelista (1994), a alimentação é o processo responsável por atender às necessidades orgânicas do indivíduo, possibilitando seu crescimento, aumento e manutenção do peso e estatura, assim como aptidão para suas atividades de trabalho e boa disposição espiritual.

Com essa finalidade, os alimentos devem conter, em sua composição, nutrientes capazes de suprir as necessidades básicas do organismo: plástica, energética e reguladora. A função energética ou calórica assegura a manutenção da temperatura corporal e o fornecimento da energia necessária para o organismo realizar suas funções em atividade e em repouso. São fontes de energia: glicídios, lipídios e proteínas. A função plástica ou reparadora mantém os processos orgânicos de crescimento, desenvolvimento e de reparação dos tecidos. São nutrientes plásticos: proteínas, sais minerais e vitaminas. A função reguladora favorece e acelera as reações e atividades biológicas, tendo como nutrientes proteínas, sais minerais e vitaminas.

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (AN- VISA, 2003) define nutriente como qualquer substância química consumida normalmente como componente de um alimento e que proporciona energia; é necessária ou contribua para o crescimento, desenvolvimento e manutenção da saúde e da vida; e cuja carência possa ocasionar mudanças químicas ou fisiológicas características. [...]

Rotulagem nutricional

No Brasil, a rotulagem nutricional de alimentos embalados é regulamentada pela Resolução n. 360 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA, 2003). Nesse sentido, devem ser declaradas a quantidade por porção e a porcentagem do valor diário (%VD) dos seguintes componentes: valor energético (calórico), carboidratos, proteínas, gorduras totais, gorduras saturadas, gordurastrans, fibras alimentares e sódio [...].

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Dos nutrientes selecionados para compor os rótulos, constatou-se que, além dos três macronutrientes (glicídios, lipídios e proteínas), são citados o sódio e as fibras alimentares. Estas consistem em uma classe de compostos não digeríveis, que englobam celulose, hemicelulose, lignina, gomas e pectina. O crescente uso de produtos refinados em substituição aos integrais tem acarretado a minimização da presença de fibras em dietas. Todavia, por sua contribuição ao processo digestivo, nos últimos anos, tem sido crescente o estímulo ao consumo de fibras alimentares.

O sódio é o principal e mais abundante eletrólito catiônico presente no líquido extracelular do organismo humano, contribuindo para regular a pressão osmótica do sangue, plasma e fluidos intracelulares, manter o equilíbrio hídrico do organismo e também para a transmissão dos impulsos nervosos. Por outro lado, uma ingestão em excesso de sódio é um fator de risco para agravar quadros de hipertensão arterial.

A preocupação com a ingestão de nutrientes – principalmente em excesso, pois acarretam problemas para a saúde – também pode ser constatada no desdobramento dos lipídios que, além dos teores de gorduras totais, também devem ser mencionados em termos de gorduras saturadas e gorduras trans. Enquanto as gorduras saturadas são triacilgliceróis formados a partir de ácidos graxos saturados, as gorduras trans apresentam em sua composição ácidos graxos insaturados com uma ou mais dupla ligação do tipo trans. Nas últimas décadas, os ácidos graxos saturados, e mais recentemente as gorduras trans, foram identificados como uma possível causa para o agravamento de doenças cardiovasculares, pelo aumento dos níveis de lipoproteína de baixa densidade (LDL) no sangue (Ascherio e Willett, 1997; Costa e cols., 2006).

A preocupação recente com as gorduras trans fez com que a ANVISA (2003) as incluísse como item obrigatório na rotulagem nutricional. Por outro lado, o mesmo documento que inclui estas revoga a Resolução n. 40 (ANVISA, 2001), de forma que deixou de ser obrigatória a informação dos teores de inclusão de colesterol, cálcio e ferro nos rótulos de alimentos industrializados.

Para o cálculo da quantidade de nutriente por porção de alimento, a porção é um valor de referência estabelecido para cada grupo de alimento, sendo definida como “a quantidade média do alimento que deveria ser consumida por pessoas sadias, maiores de 36 meses, em cada ocasião de consumo, com a finalidade de promover uma alimentação saudável” (ANVISA, 2003, s/p).

A porcentagem do valor diário (%VD) é determinada a partir da relação percentual entre a quantidade do nutriente presente em uma determinada porção do alimento e os valores diários de referência de nutrientes (VDR), estabelecidos em conjunto pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação e a Organização Mundial da Saúde (FAO/ OMS, 2003), que são:

• valor energético = 2 000 kcal

• carboidratos = 300 g

• proteínas = 75 g

• gorduras totais = 55 g

• gorduras saturadas = 22 g

• fibra alimentar = 25 g

• sódio = 2,4 g

Como exemplo de cálculo da porcentagem do valor diário (%VD), pode-se interpretar o rótulo de uma embalagem de leite desnatado, indicando que, para carboidratos, a quantidade por porção de 200 mL (um copo) é de 10 g e a %VD correspondente é 3%. A quantidade por porção é um valor obtido por análise química dos nutrientes do leite. Já a %VD é obtida calculando-se a que percentual do valor de referência diária (VDR) dos carboidratos (300 g) a quantidade de carboidratos por porção de leite (10 g) corresponde. Ou seja: 10/300 = x/100, x = 3,333..., que se aproxima para 3. Assim, se a % VD de carboidratos indicada no rótulo do leite considerado é 3, isso significa que, se um indivíduo beber um copo deste consumirá 3% dos carboidratos necessários à sua dieta diária.

A quantidade do valor energético é calculada a partir da composição da porção do alimento, empregando-se os seguintes fatores de conversão:

• gorduras = 9 kcal/g

• etanol = 7 kcal/g

• carboidratos (exceto polióis) e proteínas = 4 kcal/g

• ácidos orgânicos = 3 kcal/g

• polióis = 2,4 kcal/g

• polidextroses = 1 kcal/g

Além dessas informações obrigatórias, também existem informações de inclusão facultativa, tais como:

• a quantidade de qualquer outro nutriente que se considere importante para manter um bom estado nutricional;

• vitaminas e minerais quando estiverem presentes em quantidade igual ou maior a 5% da Ingestão Diária Recomendada (IDR) por porção indicada no rótulo [...].

Considerações finais

A contextualização demonstrou ser um recurso importante na busca por um ensino de Química que contribua para a formação de cidadãos cada vez mais críticos e bem informados.

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A pesquisa de rótulos nutricionais, somada ao trabalho em grupo na sala de aula, envolvendo a análise e interpretação desses rótulos, compôs uma atividade didática extremamente rica, que favoreceu a motivação, a investigação, a tomada de decisão e a socialização das atividades. 

Nota

1. Os termos carboidratos e açúcares também são comumente empregados como sinônimos de glicídios. Cabe destacar que o termo carboidrato originou-se da fórmula mínima da maior parte dos glicídios: CH₂O.

Todavia, a elucidação da fórmula estrutural desse grupo de substâncias indicou que se tratava de compostos carbonílicos poli-hidroxilados e não de carbono hidratado. Mesmo assim, a legislação brasileira recomenda o uso do termo carboidrato para essa classe de substâncias. Da mesma forma, o termo açúcar está associado ao gosto doce de muitos glicídios.”

GUIMARÃES, Pedro Ivo Canesso; MERÇON, Fábio; NEVES, Amanda Porto. Interpretação de rótulos de alimentos no ensino de Química. Química Nova na Escola. v. 31, n. 1, fev. 2009. Extraído do site: