O lixo eletrônico representa os resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE), sua produção se intensificou nos últimos anos associada a elevação do ritmo de consumo desses produtos, combinada ainda a redução dos seus ciclos de vida. O relatório “The Global E-Waste Monitor”, de 2020, apresenta que a quantidade de e-lixo gerada mundialmente passou de 44,4 Mt, em 2014, para 53,6 Mt em 2019 (FORTI et.al, 2020).

Tendo em vista essa elevada quantidade de lixo, se fazem necessários processos de reciclagem do REEE. Dentre os componentes do lixo eletrônico, os metais são os que chamam maior atenção, pois a indústria de eletroeletrônicos é uma das que mais demanda esses elementos químicos. Afonso (2018) indica que, no ano de 2010, a fabricação de celulares consumia 3% do Ouro, 3% da Prata, 13% do Paládio e 15% do Cobalto produzidos mundialmente. Dessa forma, recuperar os metais do e-lixo tem apelo não só ambiental, no sentido de reduzir a poluição, mas também econômico, retornando esses materiais para o mercado, podendo serem novamente utilizados em processos industriais, uma Economia Circular. Segundo Forti et.al (2020), da fração de REEE devidamente coletada em 2019, cerca de 4,0 Mt de material era possível de reciclar, sendo uma excelente fonte secundária de metais como Alumínio, Cobre e Ferro.

Dentre os processos utilizados para recuperar a fração metálica do lixo eletrônico está a chamada hidrometalurgia. Os procedimentos hidrometalúrgicos consistem na utilização de soluções aquosas de agentes oxidantes para oxidar os metais presentes na forma reduzida, sozinhos ou formando ligas. Os principais agentes usados são os lixiviantes ácidos, como o ácido clorídrico (HCl) e o ácido nítrico (HNO₃) (AFONSO, 2018). Um dos metais presentes em maiores quantidades no REEE é o Cobre (Cu), que reage com o HNO₃ conforme a reação I, sendo extraído na forma de Cu²⁺ .

Cu (s) + 4 HNO₃ (aq) → Cu(NO₃)₂ (aq) + 2 H₂O (l) + 2 NO₂ (g) (I)

Um processo hidrometalúrgico típico é descrito na fluxograma a seguir:

Figura 1: Fluxograma do processo de hidrometalurgia

Observa-se no fluxograma que com essa técnica é possível separar o resíduo em duas fases: uma sólida e uma em solução. A fase sólida corresponde aos materiais que não sofreram a ação oxidante dos ácidos, é o caso de metais preciosos como Ouro e Platina, que resistem bem à oxidação. A fase em solução corresponde aos metais que foram extraídos, estes podem ser novamente reduzidos a forma sólida através de processos eletroquímicos, como a eletrodeposição.

Nota-se que a reciclagem do lixo eletrônico surge como uma possibilidade interessante e alinhada ao desenvolvimento sustentável. No entanto, são necessários estudos para otimizar os processos utilizados. A hidrometalurgia, por exemplo, apesar do baixo custo em relação a outros métodos, como a pirometalurgia que baseia-se em tratamentos térmicos, têm como principal desvantagem a geração de grandes quantidades de resíduos aquosos corrosivos.

Referências:

1 – AFONSO, Júlio Carlos. Resíduos de Equipamentos Eletroeletrônicos: O Antropoceno bate à nossa porta. Revista Virtual de Química, v. 10, n. 6, 2018.

2 – FORTI, Vanessa et al. The global e-waste monitor 2020. Quantities, flows, and the circular economy potential, p. 1-119, 2020.

3 – SILVA, M. T. B. Lixiviação ácida na recuperação de P2O5 do minério fosfático sílico-

carbonato. Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET/MG. Araxá –

MG, 2018.

As indústria Jutul, umas das maiores do país no contexto da série, são a grande responsável pela poluição, a indústria trabalha em diversos ramos, como tintas e petróleo, e está sendo investigada desde o início da trama por crimes ambientais. Na segunda temporada da série, uma análise ambiental conclui que as águas da cidade estão com elevados níveis de diversos metais pesados, como: Cádmio(Cd), Chumbo(Pb) e Mercúrio(Hg). Os 3 metais são extremamente tóxicos, e eram consumidos pela  população diariamente à cada vez que bebiam água na torneira.

Figuras 1: Avisos distribuídos por toda cidade após a descoberta

Fonte: Netflix

Nesse sentido, a trama da série pode ser usada para contextualizar o assunto de Química Ambiental, com enfoque na poluição das águas, metais pesados, e seus efeitos. O professor pode discutir inicialmente sobre os diversos conceitos de metais pesados, de acordo com Bittar (2008), metais pesados são aqueles que possuem massa específica maior que 6 g/cm³, já Lima (2011) apresenta que são metais de elevada massa atômica (maior que a do sódio), ou ainda elevado número atômico (maior que o do cálcio). Tais definições permitem a discussão de conteúdos como propriedades da matéria e atomística.

Um outro ponto é a razão pela qual os metais pesados são tóxicos. Atkins (2011) apresenta que um dos motivos da toxicidade de um metal é a semelhança química do seu cátion com outros que são essenciais ao organismo, por exemplo o Cd²⁺ possui um raio atômico de 103pm, que é muito próximo do raio do Ca²⁺ (100pm), com isto, o cádmio pode vim a substituir o  cálcio em seus processos biológicos, como na constituição dos ossos, levando à problemas. Nesta perspectiva, pode-se trabalhar conteúdos como propriedades periódicas, e então  explorar os metais apresentados na série.

Primeiramente, o Cádmio é um elemento não essencial ao nosso organismo, sendo tóxico tanto para plantas como animais. Dentre as principais atividades antrópicas que levam o Cd ao ambiente pode-se citar a mineração e refino de metais. Como alguns efeitos, ele se acumula em órgãos como fígado e rins, provoca aumento da pressão sanguínea, lesões em órgãos e tecidos, e destruição de células vermelhas no sangue. Já o Chumbo, assim como o cádmio é não-essencial, é tóxico por ingestão e se caracteriza como um veneno cumulativo, o Pb é utilizado em uma série de produtos, como tubulações, munições, tintas, porém, devido sua alta toxicidade, seus usos vem sendo progressivamente reduzidos. Em termos de efeitos, a intoxicação aguda por esse metal pode afetar severamente o cérebro, rins, fígado, além dos sistemas nervoso e reprodutivo, em casos sérios, podendo levar a morte (BITTAR, 2008).

Por último, mas não menos perigoso, o Mercúrio é um dos metais mais comentados quando se fala em poluição e toxicidade. Sua elevada periculosidade limita suas aplicações, porém ele é muitas vezes utilizado de forma ilegal, como no garimpo de ouro. Dentre os efeitos da sua ingestão pode-se citar severos efeitos no sistema neurológico, além dos tratos gastrointestinal e urinário (FRAGOMENI, 2010).

Ragnarok é uma série bastante interessante, com uma abordagem fictícia que chama atenção e prende o interesse daqueles que gostam de suspense e/ou ação,  a junção desses elementos a uma séria discussão socioambiental faz com que a  obra seja um prato cheio  para discutir não só química, mas também outras áreas que lidam com a questão ambiental, como biologia e geografia. A série também mostra a importância da mobilização da sociedade frente a situações como a descrita, e a necessidade de um regular monitoramento ambiental por parte do governo. A soma de todos esses fatores mostra que a mídia pode ser inserida em aulas de um modo interdisciplinar, e ser uma geradora de discussões pertinentes para a formação cidadã.

Bibliografia:

ATKINS, P.; JONES, L.; Princípios de Química, questionando a vida moderna e o meio ambiente; 5ª Ed, Bookman Companhia Ed., 2011.

BITTAR, Dayana Borges et al. Determinação dos metais pesados Cd, Cu, Cr e Pb nas águas do Rio Uberabinha e proposta de adsorção por adsorventes naturais. 2008.

FRAGOMENI, Luiz Paulo de Moura; ROISENBERG, Ari; MIRLEAN, Nicolai. Poluição por mercúrio em aterros urbanos do período colonial no extremo sul do Brasil. Química Nova, v. 33, p. 1631-1635, 2010.

LIMA, Verônica Ferreira; MERÇON, Fábio. Metais pesados no ensino de química. Química nova na escola, v. 33, n. 4, p. 199-205, 2011.

Infelizmente, num contexto de aulas remotas, onde a interação aluno-professor se torna limitada, surge a importância de plataformas virtuais como o projeto Phet, da Universidade de Colorado Boulder. Este, fundado em 2002 pelo ganhador do prêmio Nobel de física, Carl Wieman, cria simulações totalmente gratuitas de matemática e ciências, química, física e biologia. Através de um ambiente interativo, e traduzido para o português, o ambiente virtual pode envolver os alunos através de um espaço intuitivo, que incentiva a exploração e a descoberta através de simulações e jogos.

Grande parte das simulações podem ser acessadas do próprio navegador, no celular ou computador. Os temas abordados vão desde básicos, como: balanceamento de equações, modelos atômicos, geometria molecular, unidades de concentração, estequiometria e equilíbrio químico. Até assuntos somente abordados no ensino superior, como experimentos de química quântica e espectrofotometria UV-Vis.

Imagem 1: Simulação sobre geometria molecular

Fonte: Reprodução de Phet Colorado

Imagem 2: Simulação que permite elucidação da lei de lambert-beer

Fonte: Reprodução Phet Colorado

Um diferencial da plataforma é o uso de Gamificação, ou seja, o uso de jogos e competições de modo a estimular o aprendizado. A presença de desafios a serem completados pelos alunos incentiva ao estudo das diversas matérias. Outro diferencial é um espaço da plataforma no qual professores podem compartilhar suas aulas usando as simulações do programa, permitindo troca de experiências.

Para acessar as simulações não é necessário realizar cadastro, o site se encontra link: https://phet.colorado.edu/pt_BR

Bibliografia:

Burke, Brian. Gamificar: como a gamificação motiva as pessoas a fazerem coisas extraordinárias. DVS Editora, 2015

Wieman, Carl E., et al. “Teaching physics using PhET simulations.” The Physics Teacher 48.4 (2010): 225-227.

Os poluentes atmosféricos gerados pelo homem podem ser separados como primários, aqueles que são emitidos diretamente na atmosfera, ou secundários, aqueles que são formados na atmosfera a partir de reações químicas envolvendo poluentes primários. Além disso, também podem ter origem natural, como os resultantes de erupções vulcânicas. É comum distinguir os poluentes em dois grupos: particulados e gases.

• Particulados:

Configuram-se como suspensões presentes no ar de substâncias fixas, sejam sólidas ou líquidas. Nesse grupo pode-se citar:  fuligem, resíduos do solo, gotas oleaginosas, névoas ácidas e fumaça. São comumente produzidos em processos como a queima incompleta, a moagem e a purificação de materiais. Os particulados finos, com diâmetro menor que 2,5u, podem ser facilmente inalados pelo homem e pelos animais, se depositando-se nos pulmões, bem como são responsáveis pela redução da visibilidade no ar. Os particulados também podem atuar na dispersão da luz, produzindo o efeito do céu avermelhado, observado no nascer e no pôr do sol.

• Gases:

Mesmo a concentração de gases poluentes na atmosfera sendo relativamente pequena, eles têm uma série de perigos e de efeitos indesejados. São liberados, em sua maioria, pela queima de combustíveis fósseis, ou ainda formados a partir de reações químicas com outras substâncias naturais ou poluentes. Eles podem ser classificados como gases de: carbono, enxofre, nitrogênio e ozônio.

1. Os principais poluentes contendo carbono são o monóxido de carbono (CO), gás tóxico, sem cor e odor resultante da combustão incompleta de combustíveis, e os hidrocarbonetos, compostos de carbono e de hidrogênio derivados da queima incompleta e da vaporização da gasolina, do óleo combustível e do solvente.

Reação de combustão incompleta do gás isoctano, componente da gasolina, produzindo CO

C₈H_18(g) + 17/2 O_2 (g) → 8 CO _(g) + 9 H₂O_(l)

1. O dióxido de enxofre (SO₂) é o principal poluente do elemento, o qual deriva da queima de combustíveis que contêm enxofre. Seu principal efeito é resultado da reação com o oxigênio e a água na atmosfera que produz ácido sulfúrico (H₂SO₄), poluente altamente perigoso e corrosivo.

Reações de formação do H₂SO₄

SO₂(g)+  ½ O₂(g) → SO₃(g)

SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄ (aq)

2. Em relação ao nitrogênio, seus principais poluentes são o monóxido de nitrogênio (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO₂). O NO é incolor e pouco perigoso, porém pode reagir com oxigênio do ar, dando origem ao NO₂. O dióxido de nitrogênio trata-se de um gás de cor marrom-amarelada e é um dos grandes responsáveis por problemas ambientais como o smog fotoquímico e a chuva ácida.

Reação de formação do NO₂

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)

Figura 1: Smog fotoquímico – nuvem venenosa de poluentes, como NO₂ e O₃

Fonte: Mundo Educação

1. O ozônio (O₃) é um gás incolor que ocorre naturalmente na atmosfera, mas também pode ser formado a partir de reações fotoquímicas envolvendo óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis (COV) naturalmente emitidos pela vegetação, a exemplo dos terpenos, produzidos por árvores coníferas. Como poluente, os efeitos relacionados ao ozônio são vastos, como irritação nos olhos e nas vias respiratórias, redução da capacidade pulmonar e problemas cardiovasculares.

Reações envolvendo COV e NO₂ que levam a formação de ozônio

COV + •OH à R• + H₂O

R• + O₂ + M à RO₂• + M

RO₂• + •NO à RO• + NO₂

RO• + O₂ àR’CHO + HO₂•

HO₂• + •NO à •OH + NO₂

NO₂ + hν (220<λ< 420nm) à • NO + •O

• O + O₂ + M à O₃ + M

Nas reações acima, M trata-se de gases que não são consumidos no processo, porém colaboram energeticamente para a ocorrência das reações, majoritariamente N_2.

A concentração de poluentes na atmosfera e a consequente redução da qualidade do ar afetam de diversas formas o homem e o ambiente. Em relação a saúde, o trato respiratório é severamente afetado, levando ao desenvolvimento de doenças respiratórias, como asma brônquica, bronquite crônica, enfisema pulmonar, além do câncer de pulmão. Nesse sentido, surge a necessidade do controle da liberação de poluentes, principalmente nos grandes centros urbanos. Garantindo, assim, a qualidade de vida e o bem-estar pessoal e coletivo.

Bibliografia:

ALVIM, Débora Souza. Estudo dos principais precursores de ozônio na região metropolitana de São Paulo. University of Sao Paulo, 2013.

VIEIRA, Neise Ribeiro.  Poluição do ar: indicadores ambientais. Editora E-papers, 2009.

GOUVEIA, Nelson et al. Poluição do ar e efeitos na saúde nas populações de duas grandes metrópoles brasileiras. Epidemiologia e Serviços de saúde, v. 12, n. 1, p. 29-40, 2003.

DE JESUS, R. E. I. S.; EF, A. Importância do estudo das chuvas ácidas no contexto da abordagem climatológica. Sitientibus. Feira de Santana, n. 14, p. 143-153, 1996.

FOGAÇA, Jennifer. Smog fotoquímico e industrial. Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/smog-fotoquimico-industrial.htm. Acesso em: 4 de julho de 2020.

1- “Alimentos alcalinos combatem o novo coronavírus’’

“Isso serve para informar a todos que o pH do vírus corona varia de 5,5 a 8,5. * PESQUISA: REVISTA DE VIROLOGIA, MARÇO DE 2020, PÁGINA 19* Tudo o que precisamos fazer, para vencer o vírus corona, precisamos ingerir mais alimentos alcalinos que estão acima do nível de pH acima do vírus. Alguns dos quais são: Limão – 9,9pH Abacate – 15,6pH Alho – 13,2pH Manga – 8,7pH Tangerina – 8,5pH Abacaxi – 12,7pH Dente de leão – 22,7pH Laranja – 9,2pH Não guarde essas informações apenas para si mesmo. Passe para todos”.

A mensagem acima circulou amplamente nas redes sociais afirmando que a ingestão de alimentos alcalinos consegue combater o vírus, citando ainda alguns alimentos recomendados e seus respectivos pH . Entretanto, uma análise do conceito de pH e de sua escala mostra a inveracidade das informações.

O termo pH é uma abreviação de potencial hidrogeniônico, e é utilizado para expressar a concentração de íons hidrogênio em solução aquosa. Sendo assim o pH é utilizado para determinar a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um determinado meio. A 25°C a escala de pH é definida entre 0 e 14, abaixo de 7 meio ácido, igual a 7 meio neutro, e acima de 7 meio alcalino. A escala de pH pode ser observada na imagem abaixo juntamente de algumas substâncias representativas.

Fonte: Batista (2019)

Diversas frutas citadas na mensagem como tendo pH acima de 7 ou seja alcalinas, são na realidade ácidas, a exemplo da  laranja (pH 3,9) e do limão (pH 1,8). Além disso pode-se observar o pH do abacate e do dente de leão, que segundo a mensagem ultrapassam 14, situação que não corresponde a escala de pH frequentemente usada. Além dos erros químicos, a mensagem também utiliza como fonte um estudo inexistente tentando criar uma falsa confiabilidade. Não existem estudos científicos que mostrem a eficiência de alimentos alcalinos no combate ao novo coronavírus, não passando de uma afirmação sem fundamentação.

2- “A água tônica tem quinina que é a base da cloroquina”

 Outra informação bastante repassada foi que devido a presença da substância quinina, a água tônica poderia ser usada para tratar o coronavírus. Segundo a informação a quinina é a base da cloroquina, composto alvo de diversos estudos relacionados ao tratamento da covid-19. Na realidade, o composto presente na água tônica é o hidrocloreto de quinina, tal substância apresenta-se em baixas concentrações (5mg/L) e não caracteriza propriedades medicamentosas ao refrigerante. Além disso também é possível observar as diferenças estruturais entre a quinina  e a cloroquina como pode ser visto em suas moléculas abaixo

Fonte: Rosa (2020)

Tratando-se portanto de moléculas bem diferentes de um ponto de vista estrutural, seus efeitos e propriedades também não são os mesmos. Definitivamente, a água tônica não combate o coronavírus.

Diversas outras “fake news” estão e serão espalhadas pela internet ainda neste período de pandemia e também depois dele, ficar atento as informações lidas e compartilhadas, buscar fontes confiáveis e embasamento científico são algumas dicas para evitar esse tipo de notícia.

Bibliografia:

BATISTA, Carolina. Conceito e determinação de pH e pOH. Toda Matéria, 2019. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/ph-e-poh/. Acesso em: 29 de Abril de 2020.

DE ANDRADE, João Carlos. Química Analítica Básica: Os conceitos ácido-base e a escala de pH. Revista Chemkeys, n. 1, p. 1-6, 2010.

PENNAFORT, Roberta. É #fake que ingestão de alimentos alcalinos combate o novo coronavírus. G1, 2020. Disponível em: https://g1.globo.com/fato-ou-fake/noticia /2020/03/30/e-fake-que-a-ingestao-de-alimentos-alcalinos-combate-o-novo-coronavirus.ghtml. Acesso em: 29 de Abril de 2020.

ROSA, Natalia. Que relação tem a água tônica com a cloroquina e a covid-19.Canaltech, 2020. Disponível em: https://canaltech.com.br/saude/que-relacao-tem-a-agua-tonica- com-a-cloroquina-e-a-covid-19-163432/ . Acesso em: 29 de Abril de 2020.

A química verde é definida pela IUPAC como: “ A invenção, desenvolvimento e aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias perigosas”. De tal modo, os fundamentos da química verde se baseiam nos princípios de sustentabilidade e desenvolvimento sustentável. Toda a pesquisa em química verde se baseia nos estabelecidos 12 princípios, apresentados na imagem abaixo:

                                                                    Fonte: Autor

O investimento tecnológico em química verde é notável nos últimos anos, inclusive no Brasil, onde pode-se destacar o desenvolvimento de bioprodutos, biocombustíveis e bioprocessos, a pesquisa em fitoquímica, oleoquímica e sucroquímica, bem como diversos estudos referentes a conversão de CO₂ e ao uso e aplicação de energias renováveis.

De muitas formas, produtos e reações químicas são responsáveis pela atual situação ambiental do planeta, entretanto, a ciência é o único caminho com capacidade real de reverter tal situação. Os estudos de química verde e suas aplicações trabalham neste objetivo, de alterar perspectivas não tão esperançosas. Em síntese, a pesquisa em química verde é uma etapa fundamental para garantir a preservação do planeta saudável para o futuro.

Referências:

Quimichristian,Química verde conheça e pratique. Disponível em: https://quimichristian.blogspot.com/2017/03/quimica-verde-conheca-e-pratique.html ​ Acesso em: 14 de janeiro de 2020.

Hubi40, Tendências globais de energias renováveis. Disponível em: https://www.hubi40.com.br/tendencias-globais-de-energias-renovaveis/ Acesso em: 14 de​ janeiro de 2020.