Ciências Ambientais Espetaculares Verão em Projeto – BLOCO I Prof. Dr. Joaquim C. G. Esteves da Silva Dr.ª Sónia de Jesus Rocha Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Julho, 2018
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Índice
Produção de bioetanol -------------------------------------------------------------------------------------------------------
3
Produção de biodiesel -------------------------------------------------------------------------------------------------------
8
Produção de um bioplástico ------------------------------------------------------------------------------------------------
15
Produção de sabão -----------------------------------------------------------------------------------------------------------
17
Densidade da água e dos produtos derivados de petróleo --------------------------------------------------------
19
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
2
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Produção de bioetanol … a partir de uma solução aquosa de glicose Notas introdutórias O carvão, o petróleo e o gás natural são denominados por combustíveis fósseis e são considerados fontes de energia não renováveis. Os combustíveis fósseis são constituídos fundamentalmente por carbono e a sua combustão interfere com o ciclo do carbono, contribuindo para a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera. As alternativas aos combustíveis ou os combustíveis alternativos são as soluções encontradas para resolver um problema ambiental inerente ao uso desenfreado de combustíveis fósseis e à eminente crise energética. Uma das estratégias energéticas implementada a nível mundial tem sido a produção de biocombustíveis, nomeadamente biodiesel e bioetanol. O biodiesel tem sido produzido para substituir parcial ou totalmente o gasóleo, enquanto o bioetanol pretende substituir parcial ou totalmente a gasolina. Os biocombustíveis são soluções muito restritas por continuarem a investir no ciclo do carbono. Ao investir no ciclo do carbono permanece o problema do envio de dióxido de carbono para atmosfera durante a combustão dos combustíveis. Em termos idealistas, a estratégia deverá passar pela maior eficiência no uso, pela necessidade de economizar a energia e por minimizar as implicações ambientais da sua utilização. A produção de bioetanol pode ser feita usando várias técnicas e matérias-primas. São exemplos de matérias-primas: cana-de-açúcar, cereais (milho, trigo), erva, amido, celulose e frutas. A nível laboratorial, a produção de bioetanol compreende as seguintes etapas: (1) uso de glicose ou a obtenção de glicose a partir de outros glícidos; (2) fermentação alcoólica; (3) destilação. Os glúcidos ou glícidos (vulgarmente designados por hidratos de carbono ou açúcares) são compostos orgânicos.
Os
glúcidos
podem
ser
classificados
em:
monossacarídeos,
oligossacarídeos
polissacarídeos. A tabela 1 mostra exemplos de monossacarídeos. Tabela 1 – Exemplos de monossacarídeos.
Glicose
Frutose ou Levulose
Galactose
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
3
e
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
A tabela 2 mostra exemplos de oligossacarídeos. Tabela 2 – Exemplos de oligossacarídeos.
Sacarose
Maltose
Lactose
Os polissacarídeos podem desempenhar funções de reserva ou estrutural. Os polissacarídeos de reserva são o amido (figura 1) e o glicogénio. Os polissacarídeos estruturais são a celulose e a quitina. Os polissacarídeos são constituídos por numerosas unidades de monossacarídeos.
Figura 1 – Amido.
Os glícidos que reduzem o reagente de Fehling (Licor de Fehling) são conhecidos por açúcares redutores. Todos os monossacarídeos são açúcares redutores. Os oligossacarídeos exemplificados na tabela também são açúcares redutores, à exceção da sacarose, sendo designado por açúcar não-redutor. O bioetanol produz-se a partir do monossacarídeo – glicose, C6H12O6, na presença de uma suspensão de leveduras (leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae). Se não houver inicialmente glicose, mas um oligassacarídeo ou um polissacarídeo, deve-se proceder à hidrólise destes para obter glicose. Para confirmar se durante a hidrólise de facto se formou glicose, deve-se retirar uma pequena amostra e proceder ao teste com o Licor de Fehling. O aparecimento de um precipitado de óxido de cobre(I) (Cu2O) de cor tijolo geralmente permite comprovar a hidrólise e a formação de glicose. Após a confirmação de que de facto se formou glicose é que se procede à fermentação alcoólica. Obviamente que o processo é facilitado se for usada a glicose como matéria-prima. Durante a fermentação alcoólica ocorre a seguinte reação química, descrita através da equação de palavras 1 e respetiva equação química 1: glicose(aq) etanol(aq) + dióxido de carbono(g) C6H12O6(aq) 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g)
(Equação de palavras 1) (Equação química 1)
A fermentação alcoólica deve ocorrer em meio anaeróbio, ou seja, na ausência de oxigénio. Durante a fermentação alcoólica surgem bolhas gasosas à superfície, evidência da formação de um gás durante a reação química. Pode-se comprovar que o gás formado é o dióxido de carbono recorrendo à água de cal. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
4
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
O dióxido de carbono formado durante a fermentação alcoólica vai turvar a água de cal (evidência da presença de dióxido de carbono). A água de cal em contacto com o dióxido de carbono forma um depósito de cor esbranquiçado de carbonato de cálcio, de acordo com a equação de palavras 2 e respetiva equação química 2:
hidróxido de cálcio(aq) + dióxido de carbono(aq) ⇄ carbonato de cálcio(s) + água(ℓ)
Ca(HO)2(aq) + CO2(aq) ⇄ CaCO3(s) + H2O(ℓ)
(Equação de palavras 2) (Equação química 2)
Após a fermentação alcoólica procede-se à destilação para a recolha do destilado (álcool etílico ou etanol).
Material
Suporte universal
Noz
Garra
Matráz com tubuladura lateral
Rolha
Frasco de plástico
Frasco de vidro com rolha
Mangueira
Balão redondo de fundo redondo
Proveta de 100 mL
Pipeta conta-gotas
Vareta de vidro
Gobelé
Matráz
Espátula
Banho termostático
Proveta de 50 mL
Evaporador rotativo
Reagentes
Fermento de padeiro
Água desionizada (ℓ)
Solução aquosa de glicose a 30%
Solução de água de cal, Ca(HO)2(aq)
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
5
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Parte A – Fermentação alcoólica
Preparação de levedura a partir do fermento de padeiro
Esquema de montagem:
Figura 2 – Suspensão de leveduras no banho termostático.
Procedimento experimental: 1. Preparar uma suspensão de leveduras (leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae) a partir do fermento de padeiro a 10%. 2. Colocar o recipiente contendo a suspensão de leveduras no banho termostático (figura 2), a uma temperatura de 30ºC, no mínimo durante 2 horas.
Fermentação alcoólica
Esquema de montagem:
Figura 3 – Turvação da água de cal.
Procedimento experimental: 1. Colocar cerca de 100 mL de solução aquosa de glicose a 30% num matráz com tubuladura lateral. 2. Adicionar cerca de 50 mL de suspensão de leveduras à solução aquosa de glicose. 3. Rolhar o frasco e dirigir a mangueira para o tubo de vidro que contém água de cal (figura 3). 4. Observar a turvação da água de cal, enquanto ocorre a fermentação alcoólica.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
6
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
SUGESTÃO Substituir a glicose por sumo de maçã ou sumo de uva. Fazer a fermentação alcoólica do sumo de maçã ou de uva diretamente com fermento de padeiro seco. Misturar 70 mL do sumo e 1 g de fermento de padeiro seco num frasco. A mistura é agitada para dissolver o fermento de padeiro. Deixar fermentar durante aproximadamente uma semana. Posteriormente, proceder à destilação.
Parte B – Destilação do etanol no evaporador rotativo Esquema de montagem:
Figura 4 – Evaporador rotativo.
Procedimento experimental: 1. Transferir a mistura fermentada para o balão de fundo redondo do evaporador rotativo. 2. Colocar o balão de fundo redondo no local apropriado e verificar se está preso. 3. Ligar a torre de arrefecimento do condensador, verificando se a temperatura da água está em 5,5 ºC. 4. Ligar a bomba de vácuo, verificando que a torneira da coluna de arrefecimento está fechada. 5. Ligar e ajustar a temperatura do banho de aquecimento do balão a 60 ºC. 6. Ligar o elevador, descer o balão, de modo a que fique mergulhado na água do banho, e fixar uma rotação moderada. 7. Observar a destilação do etanol e, após cerca de 30 minutos, recolhê-lo para o frasco apropriado. 8. Retirar com cuidado o balão de fundo redondo com o resto do fermentado com a ajuda do parafuso e transferir o resíduo para o recipiente apropriado.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
7
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Produção de biodiesel … a partir de óleo alimentar usado
Notas introdutórias
O indicador ácido-base: solução alcoólica de fenolftaleína permite identificar as soluções básicas ou alcalinas através do aparecimento da cor carmim, após a adição de algumas gotas do indicador a uma solução.
O indicador universal em papel permite determinar o valor de pH de uma solução.
A produção de biodiesel ocorre através de uma reação de transesterificação (figura 1). O
O
CH2 O C R1
CH3 O C R1
O
O
Catalisador CH O C R2
+
3 CH3OH
O
CH2 OH
CH3 O C R2
+
CH OH
O CH2 O C R3 Triacilglicerol
CH3 O C R3
CH2 OH
Biodiesel
Glicerol
Álcool (Metanol)
Figura 1 – Reação entre o óleo alimentar e o metanol, na presença de um catalisador (hidróxido de sódio).
Material
Anel adaptado a um funil
Condensador
Balança
Espátula
Balão de fundo redondo de 250 mL
Funil de Bückner
Barra magnética
Funil de decantação de 250 mL
Bomba de vácuo
Garra
Bureta de 25 mL
Noz
Cabeça de destilação
Gobelé
Matráz
Mangueira
Matráz de 250 mL com tubuladura lateral
Manta de aquecimento
Papel de filtro
Matráz de 250 mL
Pipeta conta-gotas
Proveta de 50 mL
Pipeta graduada de 1 mL
Suporte universal
Pipeta graduada de 10 mL
Termómetro
Placa de aquecimento com agitação magnética
Vareta de vidro
Placa com agitação magnética
Frasco
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
8
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Reagentes
Hidróxido de sódio (NaHO) sólido
Regularizadores de ebulição
Metanol (CH3OH)
Óleo alimentar usado (OAU)
Procedimento experimental A – Filtração do óleo alimentar usado (OAU).
Figura 2 – Filtração por vácuo.
1. Medir 200 mL de óleo alimentar usado, com uma proveta. 2. Fazer a montagem de uma filtração por vácuo (figura 2). 3. Filtrar, por vácuo, o OAU. Notas: (1) Pode substituir a filtração por vácuo pela filtração por gravidade. (2) Se a filtração por vácuo for efetuada com trompa de água, não esqueça de fechar a água antes de aliviar a pressão no matráz com tubuladura lateral. B – Evaporação da água contida no OAU.
Figura 3 – Aquecimento do óleo alimentar usado.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
9
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
1. Transferir o OAU filtrado no interior de um gobelé. 2. Colocar uma barra magnética no interior do gobelé. 3. Aquecer o OAU, numa placa de aquecimento, até cerca de 100ºC durante 5 minutos (figura 3). 4. Deixar arrefecer o OAU antes de o misturar com uma solução de metanol. Notas:
(1) Deve recolher a barra magnética no final da experiência. (2) Deve ter em consideração a escala de temperatura do termómetro. C – Preparação da solução de ácido sulfúrico em metanol.
No caso de OAU o teor de ácidos gordos livres pode ser elevado pelo que deve fazer a sua conversão em ésteres metílicos recorrendo a uma reação de esterificação (catálise ácida). Esta operação tem que ser efetuada dentro da hotte.
1. Medir, numa balança, 100 g de metanol. 2. Medir com uma balança (usando uma pipeta graduada com muito cuidado e dentro da hotte) 3 gramas de ácido sulfúrico concentrado para dentro (adição lenta) do gobelé contendo o metanol.
D – Reação de esterificação.
Figura 4 – Montagem de um refluxo.
1. Medir numa balança 100 g de OAU. 2. Colocar o OAU no interior de um balão de fundo redondo de 250 mL. 3. Adicionar a solução de ácido sulfúrico em metanol ao OAU, que se encontra no balão de fundo redondo. 4. Adicionar 5 a 6 esferas de vidro (regularizadores de ebulição) ao balão de fundo redondo. 5. Fazer a montagem de um refluxo (figura 4). Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
10
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
6. Aquecer a mistura a 65ºC durante aproximadamente uma hora (refluxo com cerca de uma gota por segundo). 7. Transferir o conteúdo do balão para um funil de decantação. Ter o cuidado de não transferir os regularizadores de ebulição para o funil de decantação. 8. Deixar repousar, no mínimo, durante 1 hora. 9. Recolher a camada inferior e usa-la para a produção de biodiesel. 10. Recolher num frasco a camada superior (solução de ácido sulfúrico em metanol).
Nota: Deve recolher a barra magnética no final da experiência.
E – Preparação da solução de hidróxido de sódio em metanol.
Figura 5 – Preparação da solução de hidróxido de sódio em metanol.
1. Medir, numa balança, 30 g de metanol. (Este valor corresponde a 30% do volume de OAU.) 2. Medir 1,0 gramas de hidróxido de sódio sólido numa balança. (Este valor corresponde a 1% de OAU). 3. Misturar, num gobelé, o hidróxido de sódio e o metanol na hotte, colocando o gobelé contendo a barra magnética numa placa com agitação magnética (figura 5). F – Reação de transesterificação.
Figura 6 – Montagem de um refluxo.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
11
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
1. Medir numa balança 100 g de OAU. 2. Colocar o OAU no interior de um balão de fundo redondo de 250 mL. 3. Adicionar a solução de hidróxido de sódio em metanol ao OAU, que se encontra no balão de fundo redondo. 4. Adicionar 5 a 6 esferas de vidro (regularizadores de ebulição) ao balão de fundo redondo. 5. Fazer a montagem de um refluxo (figura 6). 6. Aquecer a mistura a 65ºC durante aproximadamente uma hora (refluxo com cerca de uma gota por segundo). 7. Transferir o conteúdo do balão para um funil de decantação. Ter o cuidado de não transferir os regularizadores de ebulição para o funil de decantação. 8. Deixar repousar, no mínimo, durante 6 horas (figura 7). 9. Separar a camada inferior da camada superior. 10. Recolher num frasco a camada inferior (glicerol). 11. Deixar no funil de decantação a camada superior (biodiesel).
Figura 7 – Decantação em funil.
Nota: Deve recolher a barra magnética no final da experiência. G – Lavagem do biodiesel. 1. Adicionar 20 mL de água desionizada ao biodiesel. 2. Agitar ligeiramente o funil de decantação. 3. Deixar repousar. 4. Quando observar 2 camadas distintas no conteúdo do funil de decantação, retirar para um recipiente a camada inferior. 5. A porção retirada do funil de decantação, denominada por águas de lavagem, deve ser recolhida imediatamente no frasco rotulado de águas de lavagem. 6. Deixar permanecer no interior do funil de decantação a camada superior. 7. Adicionar 15 mL de solução aquosa de ácido clorídrico a 0,5% (m/m) ao conteúdo do funil de decantação. 8. Agitar ligeiramente o funil de decantação. 9. Deixar repousar. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
12
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
10. Quando observar 2 camadas distintas no conteúdo do funil de decantação, retirar para um recipiente a camada inferior. 11. A porção retirada do funil de decantação, denominada por águas de lavagem, deve ser recolhida imediatamente no frasco rotulado de águas de lavagem (o mesmo do ponto 5). 12. Deixar permanecer no interior do funil de decantação a camada superior. 13. Adicionar novamente 20 mL de água desionizada ao conteúdo do funil de decantação. 14. Agitar ligeiramente o funil de decantação. 15. Deixar em repouso. 16. Quando observar 2 camadas distintas no conteúdo do funil de decantação, retirar para um recipiente a camada inferior. 17. Determinar o valor de pH do conteúdo do recipiente, que contém a camada inferior. a. Se o valor de pH for maior do que 7 (solução básica ou alcalina, a 25ªC), deve adicionar 15 mL de solução aquosa de ácido clorídrico ao conteúdo do funil de decantação. i. Agitar ligeiramente. ii. Deixar em repouso. iii. Quando observar 2 camadas distintas no conteúdo do funil de decantação, retirar para um recipiente a camada inferior. iv. Determinar o valor de pH da camada inferior. v. Repetir estes procedimentos até obter o valor de pH igual a 7. b. Se o valor de pH for 7 (solução neutra, a 25ºC) a lavagem do biodiesel termina. c. Se o valor de pH for menor do que 7 (solução ácida, a 25ºC), deve-se adicionar 30 mL de água desionizada ao conteúdo do funil de decantação. i. Agitar ligeiramente. ii. Deixar em repouso. iii. Quando observar 2 camadas distintas no conteúdo do funil de decantação, retirar para um recipiente a camada inferior. iv. Determinar o valor de pH da camada inferior. v. Repetir estes procedimentos até obter o valor de pH igual a 7. 18. Todas as águas de lavagem referentes ao ponto 17 devem ser recolhidas no frasco rotulado de águas de lavagem (o mesmo do ponto 5 e 11).
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
13
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
H – Secagem do biodiesel.
Figura 8 – Evaporação da água do biodiesel.
1. Transferir o conteúdo do funil de decantação para um gobelé de 250 mL. 2. Colocar no interior do gobelé uma barra magnética. 3. Colocar o gobelé numa placa de aquecimento com agitação magnética. 4. Colocar um termómetro a medir a temperatura do biodiesel durante o aquecimento. 5. Ligar a placa de aquecimento e a agitação magnética (figura 8). 6. Aquecer o biodiesel até à temperatura de 65ºC, durante cerca de 10 a 15 minutos (até o biodiesel ficar transparente e de cor amarela). 7. Deixar arrefecer o biodiesel. 8. Guardar o biodiesel num frasco.
Nota: Deve recolher a barra magnética no final da experiência.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
14
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Produção de um bioplástico … a partir do amido.
Figura 1 – Bioplástico obtido a partir de amido.
Material
Placa de aquecimento com agitação magnética
Barra magnética
Suporte universal
Garra
Noz
Termómetro digital
Gobelé 500 mL
Vareta de vidro
Gobelé 100 mL
Espátula
Balança
Pipeta conta-gotas
Placas de esferovite
Garrafa de esguicho
Reagentes
Amido
Farinha de arroz
Glicerina comercial
Glicerina obtida no processo de produção de biodiesel
Água desionizada
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
15
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Esquema de montagem
Figura 2 – Aquecimento e agitação da mistura de água desionizada, amido e glicerina.
Procedimento experimental 1. Medir 6,25 g de amido, numa balança. 2. Colocar 125 mL de água desionizada no interior do gobelé de 500 mL. 3. Transferir o amido para o gobelé contendo água desionizada. 4. Com o auxílio de uma pipeta conta-gotas, adicionar 1 mL de glicerina à mistura. 5. Colocar uma barra magnética no interior do gobelé. 6. Colocar o gobelé em cima de uma placa de aquecimento com agitação magnética. 7. Introduzir um termómetro na mistura. 8. Ligar o aquecimento e a agitação magnética. 9. Medir cerca de 30 minutos de cozedura da mistura, a 95ºC, sujeita a uma agitação de 900 rpm. 10. Transferir o bioplástico para a placa de esferovite. 11. Aguardar 1 a 2 dias e observar o bioplástico formado. 12. Repetir os procedimentos anteriores, mas usando 3,125 g de amido e 3,125 g de farinha de arroz, em vez de 6,25 g de amido (50% de amido). 13. Comparar o bioplástico formado em cada uma das situações.
Em alternativa à glicerina comercial, pode ser usada a glicerina extraída do processo de produção de biodiesel. 14. Repetir os procedimentos anteriores usando a glicerina obtida no processo de produção de biodiesel em vez de glicerina comercial. 15. Comparar o bioplástico obtido a partir de amido, amido e farinha de arroz, glicerina comercial e glicerina obtida no processo de produção de biodiesel.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
16
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Produção de sabão … a partir do OAU e/ou glicerina obtida durante a produção de biodiesel.
Figura 1 – Sabão.
Material Proveta de 100 mL
Balão de fundo redondo de 100 mL
Proveta de 50 mL
Cabeça de destilação
Placa de aquecimento
Adaptador de termómetro
Vareta de vidro
Condensador
Forma
Alonga
Termómetro
Frasco
Suporte universal
Gobelé de 250 mL
Garra
Gobelé de 100 mL
Noz
Reagentes
Glicerina (proveniente da atividade experimental – produção de biodiesel)
OAU
Indicador universal em papel
Solução aquosa de hidróxido de sódio 6 mol/dm3
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
17
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Procedimento experimental A – Sabão diretamente a partir do OAU
1. Medir 60 mL de óleo usado para um gobelé de 250 mL. 2. Medir 30 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 6 mol/dm3 para o gobelé contendo o óleo usado e aquecer a cerca de 50 ºC (controlar com termómetro). 3. Continuar a aquecer a mistura, agitando constantemente com uma vareta de vidro, até a mistura começar a solidificar. 4. Verter para o interior de uma forma. 5. Deixar ficar na forma até solidificar.
B – Sabão a partir da glicerina 1. Medir 60 mL de óleo usado para um gobelé de 250 mL. 2. Fazer a destilação simples da glicerina recolhendo o metanol (ponto de ebulição = 65 ºC) num frasco para ser reutilizado na produção de biodiesel. 3. Enquanto decorre a destilação medir 30 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 6 mol/dm3 para um gobelé de vidro de 100 mL e aquecer a cerca de 50 ºC. 4. Quando terminar a destilação transferir a glicerina sem metanol ainda quente para um gobelé de 250 mL e adicionar a solução aquosa de hidróxido de sódio quente. 5. Continuar a aquecer a mistura a 45 ± 5ºC, agitando constantemente com uma vareta de vidro. 6. Manter o aquecimento até a mistura começar a solidificar. 7. Verter para o interior de uma forma. 8. Deixar ficar na forma até solidificar.
Nota: Antes de usar este sabão deve-se testar o seu valor de pH.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
18
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Densidade da água e dos produtos derivados de petróleo Poluição da água do mar com produtos derivados de petróleo Notas introdutórias São inúmeros os produtos derivados de petróleo. No final do século XX, era possível encontrar nos postos de combustível uma grande diversidade de produtos derivados de petróleo (figura 1), destinados à iluminação, aquecimento e ao setor do transporte.
Figura 1 – Coloração dos produtos derivados de petróleo. Os frascos estão numerados por ordem crescente, da esquerda para a direita, e o conteúdo de cada um dos frascos é: frasco 1 – gasolina 98; frasco 2 – gasóleo de aquecimento; frasco 3 – petróleo de iluminação; frasco 4 – gasóleo agrícola; frasco 5 – gasolina 95; frasco 6 – gasóleo rodoviário.
Atualmente têm surgido alterações nos combustíveis a usar no setor dos transportes. O petróleo e os produtos derivados de petróleo também contribuem para a poluição da água do mar.
Material
Tabuleiro de plástico transparente Barreiras de cortiça Proveta Coador
Reagentes
Azeite Água Serrim Detergente
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
19
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
Esquema de montagem
Figura 2 – Divisão do tabuleiro em 3 partes.
Figura 3 – Posicionamento da mancha de azeite no tabuleiro.
A
B
C
Figura 4 – Posicionamento da mancha de azeite no tabuleiro.
Procedimento experimental 1. Colocar água num tabuleiro de plástico transparente. 2. Colocar duas barreiras de cortiça de forma a dividir a área do tabuleiro em 3 partes (figura 2). 3. Com uma proveta, medir 5 mL de azeite. 4. Transferir o azeite para a parte central do tabuleiro contendo água (figura 3). 5. Observar o que acontece. 6. Observar qual a substância mais densa e qual a menos densa. 7. Deslocar lentamente as barreiras de cortiça, de modo a reduzir a área contaminada. 8. Observar o que acontece. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
20
Ciências Ambientais Espetaculares
2018
9. Retirar uma barreira da caixa, de modo a que a mancha de azeite se alastre por uma maior área. 10. Recolocar a barreira de modo a ter duas partes do tabuleiro com água contaminada com azeite (figura 4). 11. Adicionar uma pequena quantidade de serrim a uma das zonas contaminadas – zona A (figura 4). 12. Observar o que acontece. 13. Esperar algum tempo e posteriormente, com o auxílio de um coador, retirar o sólido do interior do tabuleiro e transferir para um recipiente. 14. Observar as alterações na água do tabuleiro. 15. Comparar as 3 zonas do tabuleiro. 16. Adicionar uma pequena quantidade de detergente a uma das zonas contaminadas – zona B (figura 4). 17. Observar o que acontece. 18. Observar as alterações na água do tabuleiro. 19. Comparar as 3 zonas do tabuleiro.
Tópicos de reflexão
O que acontece quando há derrame de petróleo no mar? Mistura-se, flutua ou afunda?
O que fazer em caso de derrame de petróleo ou de um produto derivado de petróleo no mar?
O azeite flutua na água ou afunda na água? Se fosse petróleo em vez de azeite, o que aconteceria?
Qual o melhor método para remover o azeite da água? Pode-se usar esse método em caso de derrame de petróleo ou de um produto derivado de petróleo no mar?
Se houvesse um derrame de petróleo na água do mar, qual o melhor método para evitar que o petróleo contaminasse a praia?
Qual é a diferença entre adicionar serrim ou detergente à água do mar contaminada com azeite?
Planeia uma estratégia para impedir a deslocação do petróleo ou de um produto derivado de petróleo desde o local do acidente até à costa.
Quais as consequências de um derrame de petróleo?
Já observaste algum derrame de petróleo ou de um produto derivado de petróleo no mar junto à costa?
O que observaste? Alguém atuou para removê-lo? Como o fez?
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
21