Analisar e discutir as características e as origens das águas minerais naturais e a função desse líquido no nosso organismo
Ano(s)
6º, 7º, 8º, 9º
Tempo estimado
Quatro aulas de 50 minutos
Material necessário
Reportagem do site Planeta Sustentável
Bendita água
Desenvolvimento
1ª etapa
Introdução
Se a Terra costuma ser chamada de Planeta Água, tamanha a quantidade do líquido que ela contém, qual a razão de se preocupar em economizá-la? Podemos resistir um mês sem alimentos sólidos, mas não agüentamos mais de sete dias sem beber água. Por que temos tal necessidade do líquido? Que funções o tornam tão essencial? Boa parte das respostas a garotada vai conhecer na reportagem de SAÚDE, que ainda traz um guia de alguns tipos de águas minerais oferecidas no mercado, ressaltando suas características e benefícios. A leitura do texto com a classe pode desencadear um trabalho interessante a ser organizado pelos professores de química e biologia.
Inicie com a leitura integral da reportagem, o que proporcionará à garotada uma visão geral do assunto que será tratado. Na aula de Química, o tema deve suscitar o levantamento de algumas propriedades da água. Ela é considerada um solvente universal, e você pode demonstrar isso utilizando meio copo de água de torneira com uma pitada de sal de cozinha. Agite a mistura e destaque o sistema homogêneo que se forma. Pergunte o que fez o sal desaparecer. No mesmo copo, vá acrescentando sal até que seja impossível dissolvê-lo. Indague por que agora o sal se mantém no estado sólido. Explique que o NaCl sólido, ao entrar em contato com a água, se dissocia em íons sódio e cloreto que tentam o tempo todo se aproximar. Se isso ocorre, ele aparece no estado sólido. Os íons permanecem separados, porém, porque as moléculas da água formam uma coroa de solvatação ao redor de cada um deles. Distribua cópias do quadro Coroa de Solvatação (veja abaixo). Ele serve para esclarecer esse processo. Quando há excesso de sal, parte dele continua sólida porque não há mais moléculas de água para formar coroas de solvatação. Conclusão: para dissolver o sal restante, é preciso mais água.
Forme grupos de alunos e encarregue-os de levar para a sala garrafas de água mineral de marcas variadas, de preferência com as qualidades apontadas na reportagem -- alcalino-bicarbonadas, sulfatadas etc. Esse é um primeiro de investigação das composições químicas. Em classe, chame a atenção para os valores de pH e as fontes de obtenção indicados nos rótulos. Enfatize que os diversos minérios ali solvatados que justificam o nome de água mineral são responsáveis pelo sabor característico de cada bebida. Retome o quadro "Presente da Natureza" e mostre que esses minerais vêm do subterrâneo. Conte que, quanto mais profunda for a infiltração da água, maiores serão a dissolução de sais minerais, a temperatura e o pH. Comente também que a água carbogasosa (naturalmente gaseificada) precisa ser engarrafada no local de captação para preservar tal qualidade.
O texto de SAÚDE assinala alguns dos elementos químicos que as águas minerais adquirem ao se infiltrar no solo e as denominações classificatórias que recebem de acordo com a predominância de uma ou outra substância. Realce que é comum a adição artificial de ingredientes e sabores, como gás carbônico, zinco, sódio e cálcio etc. Lembre que desse processo resultam novos tipos de água, como a magnesiana, a cloretada e a cálcica. Verifique se todos entendem essa denominação. Para calcificar a água, é preciso ter o sal formado por cátion e ânion. Como exercício, os alunos podem elaborar as fórmulas dos sais, como cloreto de sódio, de zinco etc., mencionados nos rótulos dos produtos trazidos de casa. Com os dados de composição da água, seja dos rótulos ou da reportagem, oriente a meninada a calcular a quantidade em massa de cada elemento que uma pessoa ingere ao tomar um copo de água de 200 mililitros. No caso do cálcio, com a aplicação de uma regra de três simples, a garotada deve obter o valor 0,0096 grama.
Vale lembrar que existem mais de 1300 nascentes naturais no Brasil. A água mineral pertence à União e só pode ser explorada e comercializada com a autorização do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), órgão ligado ao Ministério das Minas e Energia. Águas que passam pelo processo de adição de substâncias são consideradas purificadas. Têm origem subterrânea ou superficial e recebem tratamento prévio para se adequar ao consumo humano e imitar a água mineral natural.
2ª etapa
Na aula de Biologia, retome o texto para explorar os assuntos de permeabilidade celular, controle osmótico, circulação e distribuição de substâncias no organismo. Não deixe de abordar o comportamento celular humano quando associado a soluções hipotônicas, hipertônicas e isotônicas. Para tanto, aproveite o momento para aprofundar alguns indicados na reportagem, como:
1. A porcentagem de água no corpo, ressaltando que varia conforme o sexo, a idade, o preparo físico etc.
2. A proporção dela nos tecidos corporais, intra e extracelular.
Enfatize que ela participa de quase todos os processos químicos do organismo, dissolvendo e transportando substâncias vitais. Depois, distribua cópias do quadro "Ação no Organismo" assim como da tabela abaixo, que pode ser obtida também na internet (veja a indicação embaixo da tabela). Discuta as informações neles apresentados.
Com as instruções do quadro Medida da Osmose (veja abaixo), construa um osmômetro para explicar como se dá a osmose da água no corpo humano. Ao final, sugira a confecção de um cartaz que indique a função da água nas diversas partes do corpo humano.
COROA DE SOLVATAÇÃO
A disposição dos átomos de hidrogênio na molécula de água é assimétrica, ou seja, não estão diametralmente opostos em relação ao átomo de oxigênio. Isso confere polaridade à molécula do líquido eletricamente positiva no lado dos átomos de hidrogênio (H+) e negativa no lado oposto. Tal polaridade é responsável pela capacidade da água de dissolver o cloreto de sódio (NaCl) e outros sais. Os íons cloro (Cl-), negativos, aproximam-se dos íons H+, enquanto os íons Na+ tendem a ficar na região negativa da molécula de água. Esse envolvimento de íons do sal pelos dipolos da água, impedindo que os primeiros se reagrupem, chama-se solvatação.
AÇÃO NO ORGANISMO
Um dos papéis que o líquido desempenha é de solvente. Ele chega ao interior das células transportando nutrientes, lavando e arrastando para fora os venenos e toxinas produzidos pelo corpo. Temos reservas de água no organismo, dos quais pelo menos 4 litros são necessários para efetuar essa tarefa de forma satisfatória. O sangue faz passar, de forma cíclica, um volume equivalente a 1500 litros de água por nossos rins a cada dia.
O consumo muito reduzido de água pode originar diversas disfunções: acúmulo de gorduras, baixo tônus muscular, deficiências digestivas, prisão de ventre, dores de cabeça, enxaqueca, problemas nas articulações e ressecamento da pele entre outros. Um adulto perde diariamente algo em torno de 2,5 litros de água cerca de 10 copos. Meio copo sai pela sola dos pés de 2 a 4, pela respiração; 2 pela transpiração e 3 pela urina.
A água é também o meio onde ocorrem diversas reações químicas e enzimáticas no organismo. Ela transporta nutrientes, hormônios e anticorpos pelos sistemas linfático e circulatório. O ato de respirar requer uma quantidade adequada de líquido para manter as membranas dos pulmões elásticas e umidificadas. A água exerce ação lubrificante nas articulações. Quando as cartilagens estão convenientemente hidratadas, as extremidades ósseas se movimentam flutuando sobre esse colchão amortecedor. A água contida no centro de nossa coluna vertebral suporta 75% do peso da parte superior do corpo. Os restantes 25% são suportados pelo material fibroso situado ao redor dos discos. Assim, a capacidade de carga da coluna está estreitamente ligada ao equilíbrio hidráulico e à qualidade da água ingerida.
Nosso cérebro é composto por 75% de água. Embora pese apenas 2% do total corpóreo, esse órgão demanda 5% do fornecimento total de sangue. Dores de cabeça e enxaquecas têm sido relacionadas freqüentemente a estados de desidratação do cérebro. Uma das recomendações para curar ressacas é beberágua em grandes quantidades. A digestão de alimentos sólidos depende de quantidades substanciais de água. Os ácidos e enzimas existentes no estômago reduzem a comida a um fluido pastoso antes de passá-la à próxima fase da digestão, no intestino. Baixo grau de hidratação faz com que o bolo alimentar se transforme em fezes duras e secas.
Propriedade Comparação Vantagem para os seres vivos
Tensão superficial 7,2 x 109 N/m A mais alta de todos os líquidos Importante na fisiologia das células; controla certos fenômenos de superfície
Constante dielétrica relativa ao ar a 20 oC (80) A mais alta de todos os líquidos, exceto H2O2 e HCN Mantém íons separados em solução; permite a mobilidade iônica na fase aquosa
Calor de vaporização 2,25 kJ/g O mais alto de todas as substâncias Pode ser utilizada como um ótimo meio para transferência de calor (como o suor, por exemplo)
Calor específico 4,18 J/(gK) Um dos mais elevados Impede variações bruscas na temperatura ambiente; tende a manter constante a temperatura do organismo
MEDIDA DA OSMOSE
Material
Um ovo, o corpo transparente de uma caneta esferográfica, uma vela e um recipiente com água pura. (veja imagem)
Procedimento
Dissolva a casca da base mais larga do ovo em banho de vinagre, por 24 horas, para deixar a membrana coquilífera exposta. Depois, fure o lado oposto e remova clara e gema. Introduza o tubo de caneta no furo e fixe-o com a parafina derretida da vela, para vedar bem. Preencha o interior do ovo e parte do tubo com uma solução concentrada de açúcar e marque o nível atingido. Mergulhe a parte da membrana na água pura e observe a subida da solução no tubo, provocada pela osmose da água. No corpo humano, o fenômeno é idêntico.
Flexibilização
ADAPTAR AO DEFICIENTE
Deficiências
Intelectual Visual
Créditos: Elisabete Rosa Formação: Coordenadora de Química do Colégio Bandeirantes, de São Paulo Créditos: Maria Cristina de Araripe Sucupira Formação: Professora de Biologia do Colégio Santa Cruz, de São Paulo