Introdução
A partir de uma série de atividades, o aluno é levado a questionar se a água é uma substância pura ou mistura, e principalmente a confrontar suas idéias ou concepções sobre o fenômeno com os aspectos observados. Nessas atividades serão demonstrados fenômenos que envolvem a pureza e a potabilidade da água, mistura homogênea e heterogênea, os processos de separação (tanto físicos quanto químicos) e o tratamento da água. Os experimentos serão realizados de uma forma que após a sua realização seja levantado questões que levem os alunos a pensar e refletir sobre os dados experimentais vistos por eles.
Objetivo
Investigar as concepções alternativas dos alunos sobre o assunto abordado e fazer com que eles organizem suas idéias sobre a questão de a água ser uma substância pura ou mistura, dando ênfase aos conteúdos químicos ao qual o tema está relacionado e passando o máximo possível de informações que ajudem a organizar de uma forma científica essas idéias.
ATIVIDADE 1 - Apresentação e discussão de rótulos de água do tipo mineral para identificarmos as concepções prévias que os alunos apresentam sobre a pureza da água.
Figura 1: Rótulo de água do tipo mineral.
Rótulos como estes da figura 1 podem ser encontrados com facilidade em qualquer bar ou lanchonete e a partir dele, desenvolvemos as seguintes questões discursivas que levam à identificação das concepções prévias dos estudantes a respeito da pureza da água.
Questões discursivas:
1- Observe o rótulo acima examinando o nome do produto. O que podemos dizer a respeito desse produto, no que se refere a sua origem e composição?
2- Qual o significado de água mineral sem gás?
3- Ainda no rótulo, observe o campo composição química provável. Qual o significado de cada termo?
4- É comum as pessoas falarem de rios, cachoeiras, nascentes e fontes de água afastadas dos grandes centros urbanos como locais onde se pode encontrar água pura. Nesse contexto, explique o que você entende por “pureza” da água.
5- Sobre a água mineral, cujo rótulo você examinou, o que você diria sobre a sua pureza? É possível dizer que ela é pura ou é uma mistura?
6- Qual é a relação entre a origem da água mineral e o fato de ela ser considerada “pura” pelos anunciantes e consumidores?
7- A água mineral é adequada para o consumo urbano?
8- A água que chega ás residências pelo sistema de abastecimento recebe um certo tratamento para se tornar própria para o consumo urbano. Relacione e descreva os processos de tratamento da água de um rio para que ela se torne própria para consumo.
ATIVIDADE 2 – Experimento relacionado ao Tratamento da Água.
Objetivo: Realizar o tratamento da água para torná-la potável e através disso, mostrar os conteúdos químicos envolvidos.
Para realizar uma das etapas do tratamento, a filtração, é necessário que tenhamos um filtro. Então, você montará agora um filtro em miniatura, parecido com os filtros utilizados nas estações de tratamento que tem mais de um metro e meio de altura! É o filtro de areia.
Materiais:
ü 2 garrafas plásticas iguais, vazias (de água mineral de 500 mL);
ü 3 colheres (sopa) de pedra (tipo de aquário) bem lavada;
ü 4 colheres (sopa) de areia grossa bem lavada;
ü 7 colheres (sopa) de areia fina bem lavada;
ü 1 colher (sopa) de carvão em pó (encontrado em farmácia ou pulverizando carvão em pedaços);
ü 1 tesoura;
ü Fita adesiva;
ü 2 copos (de qualquer tipo);
ü 1 colher (sopa).
Como montar?
- Corte o fundo da garrafa usando uma tesoura. Esta garrafa cortada será o filtro.
- Corte as duas extremidades da outra garrafa com a tesoura. Esta parte da garrafa será o suporte do filtro.
- Faça um furo na tampa da primeira garrafa usando um prego ou a ponta da tesoura.
- Junte o filtro e o suporte usando fita adesiva.
- Coloque três colheres de pedra no filtro. Elas servirão para sustentar as outras camadas.
- Coloque, com cuidado, quatro colheres de areia grossa em cima da camada de pedra. Não misture as camadas.
- Coloque, com cuidado, sete colheres de areia fina em cima da camada de areia grossa. Não misture as camadas.
- Para se certificar de que o filtro está limpo, adicione um copo de água de água de torneira no filtro, recolhendo-a no outro copo. Caso a água saia suja, turva ou com pequenas partículas, repita este procedimento ate obter uma água limpa.
- Use uma colher par aplainar a camada de areia.
- Coloque, cuidadosamente, uma colher de carvão em pó sobre a camada de areia fina.
- Adicione, cuidadosamente, um copo de água da torneira no filtro, recolhendo-a no outro copo. Certifique-se de que o carvão não está passando pelo filtro. Caso o carvão esteja saindo com a água, desmonte todas as camadas, lave os materiais e repita a montagem do filtro.
Materiais e Reagentes utilizados no experimento:
ü 1 peneira (de chá);
ü 3 béqueres de 250 mL;
ü 2 béqueres de 100 mL;
ü 1 colher de plástico;
ü 1 filtro de areia;
ü 6 conta-gotas;
ü 5 tubos de ensaio;
ü Estante para tubos de ensaio;
ü 1 palito de sorvete ou espátula;
ü 1 proveta de 10 mL;
ü 1 proveta de 100 mL;
ü Água suja (mistura de água e terra);
ü Solução de água sanitária (recém aberta) 2% em volume;
ü Solução de sulfato de alumínio 7,5 g/L [Al2(SO4)3];
ü Suspensão de hidróxido de cálcio (cal) 3 g/L [Ca(OH)2];
ü Indicador universal verde;
ü Padrões de pH para o indicador universal;
ü Padrões de cloro;
ü Ácido acético 4% ou vinagre;
ü Solução de iodeto de potássio 1,8% em massa (KI);
ü Amido (maisena).
Procedimento:
a) Peneiração
- Colocar cerca de 100 mL da água a ser tratada num béquer de 250 mL.
- Passar a água através da peneira, recolhendo-a em outro béquer de 250 mL.
- Observar o aspecto da água.
b) Pré-Cloração
- Adicionar 8 gotas de solução de água sanitária à água peneirada.
- Misturar com a colher de plástico.
- Observar se ocorreram mudanças.
c) Floculação
- Adicionar à água peneirada 30 gotas de sulfato de alumínio e misturar com a colher.
- Agitar bem a suspensão de hidróxido de cálcio e adicionar 15 gotas ao béquer.
- Misturar bem com a colher.
- Observar o que ocorre, deixando o béquer em repouso por alguns minutos.
d) Filtração
- Despejar, cuidadosamente, a água, que estava em repouso, no filtro de areia, não deixando cair os resíduos que ficaram no fundo do béquer.
- Recolher a água filtrada num béquer de 250 mL, limpo. Observar o aspecto da água.
e) Verificação do pH
- Colocar dez gotas da água filtrada em um tubo de ensaio e dez gotas da água suja em outro tubo de ensaio.
- Adicionar uma gota de indicador universal em cada tubo de ensaio.
- Comparar com os padrões.
f) Cloração
- Colocar 2,5 mL da água filtrada em um tubo de ensaio.
- Adicionar 15 gotas de vinagre (solução de acido acético 4%), cinco gotas da solução de iodeto de potássio 1,8% e uma ponta de palito de sorvete de amido.
- Agitar bem, aguardar alguns segundos e observar.
- Comparar a cor obtida com os padrões de cloro.
- Se a quantidade de cloro residual estiver muito baixa, separar a água filtrada em duas partes iguais em dois béqueres limpos de 100 mL.
- A um dos béqueres, adicionar uma gota da solução de água sanitária (ou hipoclorito de sódio).
- Ao outro béquer, oito gotas de solução de água sanitária (ou hipoclorito de sódio).
- Repetir o teste de cloro para as duas porções de água, comparando-as com os padrões.
- Verificar também o pH das porções de água, testando-a com indicador universal.
Discussão:
1- Observe e compare o aspecto da água obtida após o tratamento que você executou com a amostra de água “suja”, anotando suas observações na tabela 1.
| Observações antes do tratamento da água |
| Cor | Turbidez | Cheiro |
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| pH inicial |
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| Observações após o tratamento da água |
| Cor | Turbidez | Cheiro |
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| pH final |
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Tabela 1: Tabela dos resultados obtidos no tratamento da água.
2- Para que serve cada uma destas etapas de tratamento?
3- As misturas podem ser classificadas como homogêneas ou heterogêneas, em qual das etapas você observou mistura(s) homogênea(s) e mistura(s) heterogênea(s)?
4- Que tipo de mistura poderia ser associada aos sólidos suspensos e a água?
5- Observando a tabela dos resultados você verificou algumas diferenças nas características da amostra antes e depois do tratamento, o pH foi uma delas. Na etapa de floculação foi necessária a adição de sulfato de alumínio e logo depois de hidróxido de cálcio. Escreva a reação balanceada que ocorreu entre o sulfato de alumínio e o hidróxido de cálcio.
6- Baseada na reação obtida na questão anterior, explique porque após a precipitação dos flocos o pH da solução diminuiu.
7- Podemos garantir que a água obtida é potável – própria para ser bebida?
8- De que forma a realização desta experiência modifica sua visão sobre a importância do tratamento da água para a sociedade?
Referências Bibliográficas
Grupo de Pesquisa em Educação Química –GEPEQ. Oficinas Temáticas no Ensino Público: Formação Continuada de Professores. Instituto de Química. Universidade de São Paulo. Pág. 60-73. São Paulo, 2007.
GIORDAN, Marcelo. Noções sobre Materiais e suas propriedades: A Rotulagem de Produtos Alimentícios. Universidade de São Paulo. Textos LAPEQ, Nº 10. Pág. 1-9. Junho, 2003.
