Entender que na natureza ocorrem diversos tipos de misturas.

Verificar que a finalidade de separar componentes de uma mistura é a obtenção de substância "pura".

Identificar os processos de separação de misturas utilizados no garimpo de ouro: amalgação e sublimação.

Compreender os aspectos socioambientais negativos do uso do mercúrio na extração do ouro.

3 aulas de 50 min

Processos de separação de misturas

Atividade 1

Abordagem do tema

O professor deverá projetar a imagem a seguir, ou outra similar, que represente a atividade garimpeira do ouro.

Garimpeiros de ouro em Diamantina. Disponível em: http://www.asminasgerais.com.br/?item=ARQUIVO&tipo=IMAGEM&codalbum=115&codArquivo=676. Acessado em 17/06/2010. 

Levantar os conhecimentos prévios dos alunos a respeito do assunto, com indagações como:

O que essa foto nos mostra?

Como se chama esse recipiente diante dos homens? O que tem dentro deles?

O nome da cidade onde foi tirada essa foto teria alguma relação com a atividade desses homens?

Além de Diamantina, em quais outros lugares no Brasil poderíamos nos deparar com cenas como essa?

Como se faz a extração do ouro em garimpos como esse?

Após essa conversa inicial, o professor deverá focalizar o tema por meio do estudo de um texto.

Leitura e discussão de texto

Cabe ao professor entregar os textos para os alunos e solicitar, em um primeiro momento, que os mesmos façam uma leitura silenciosa e individual. Caso o professor não tenha recursos para a impressão dos textos, cabe a ele preparar transparências para serem projetadas com retroprojetor para que os alunos façam a leitura. Em um segundo momento, o professor deverá solicitar que um aluno faça a leitura até um certo ponto do texto e outro continue para que todos participem. O professor deve acompanhar a leitura e acrescentar comentários quando julgar necessário. Em um terceiro momento o professor poderá propor uma leitura mais detalhada e em seguida pedir para os alunos grifarem as palavras desconhecidas.

Sugerimos o texto a seguir, produzido com a abordagem necessária para alcançar os objetivos das aulas.

Texto - Ouro e mercúrio: uma mistura perigosa.

Na natureza dificilmente encontramos uma substância isolada; quase todas estão misturadas umas com as outras. Para obter uma substância isolada, pura, é necessário usar processos especiais para separá-la. Alguns processos são muito simples, como o que usamos para coar café, filtrar a água e outros. Em muitos casos, como na separação de minerais de seus respectivos minérios, é necessário utilizar processos de separação muito complicados.

No caso do ouro de aluvião, aquele que  se encontra no sedimento dos rios, a retirada do metal requer técnicas manuais (como a bateia) e a separação de outras substâncias como fragmentos de areia e rochas por meio de uma  amalgamação com mercúrio metálico. Nessa técnica o mercúrio se une ao ouro formando um amálgama (união do mercúrio com o ouro) que é muito denso e fica depositado no fundo da bateia, enquanto outros sedimentos são levados pelo rio.

Há décadas, o mercúrio (Hg) é usado para a purificação do ouro (Au). Além de ser o único metal líquido na temperatura ambiente o mercúrio consegue se unir facilmente com o metal precioso. Os garimpeiros jogam o mercúrio junto do aurífero originando a formação do amálgama.  Depois esse amálgama é  aquecido em altas temperaturas; o mercúrio que tem ponto de ebulição mais baixo se volatiliza (vaporiza); concomitantemente, ocorre a fusão entre as partículas do ouro, no fundo do recipiente. O excesso de mercúrio usado no processo de amalgamação é lançado diretamente no rio.

Essa técnica vem, ao longo dos anos, causando danos ao meio ambiente e às populações que vivem nas regiões de garimpos que a praticam. Isso acontece porque o mercúrio utilizado na amalgamação do ouro é transferido para atmosfera na forma de vapor e para as águas dos rios, na forma de mercúrio metálico (Hg0), dimetilmercúrio (CH3) 2Hg ou de metilmercúrio (CH3Hg+), que é a forma mais tóxica.

O mercúrio metálico e o dimetilmercúrio também podem ser transformados em metilmercúrio pela ação das bactérias que vivem nos sedimentos dos rios. Essas substâncias entram na cadeia alimentar da população da região através da ingestão do mercúrio pelos peixes e posteriormente da ingestão dos peixes pela população, além da utilização da água do rio para uso doméstico. A água também é utilizada na agricultura local, expondo o solo e conseqüentemente os alimentos agrícolas à contaminação pelo mercúrio.

Alguns insetos metabolizam o mercúrio metálico em dimetilmercúrio que é altamente tóxico para os seres vivos.Como esses insetos fazem parte da cadeia alimentar, o mercúrio orgânico acaba por ser ingerido pelo ser humano. O mercúrio vaporizado, ao ser inalado também é altamente tóxico.

Sendo assim, tanto o mercúrio metálico perdido durante o processo de amalgamação, como o mercúrio vaporizado durante a queima da amálgama para a separação do ouro, são altamente prejudiciais à vida. As maiores sequelas pela intoxicação por mercúrio se dão no sistema nervoso, podendo levar à perda da coordenação motora; se ingerido ou inalado por grávidas, haverá a possibilidade de geração de fetos deformados, sem cérebros, por exemplo.

Imagens que poderão ser utilizadas pelo professor para ilustrar o texto, durante os comentários no momento da leitura.

No alto, à esquerda: Garimpo na Região Amazônica - uso da bateia.  

No alto, à direita: Mortandade de peixes causada por despejo de mercúrio em rio. Disponível em: http://www.fiocruz.br/ccs/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?from_info_index=561&infoid=2139&sid=9&tpl=printerview Acessado em 17/06/2010

Embaixo, à esquerda: Efeito da poluição por mercúrio no rio Madeira: bebes nascem sem cérebro em Porto Velho. Disponível em: http://www.noticiaro.com/mostrar.asp?id_conteudo=652    Acessado em 17/06/2010

Embaixo, à direita: Garimpo ilegal abandonado, em foto de arquivo MMA. Disponível em:  http://www.ecodebate.com.br/2009/01/28/uso-de-mercurio-nos-garimpos-de-ouro-e-uma-ameaca-toxica-em-escala-global/#comments Acessado em 17/06/2010

2º momento: diálogo e reflexões

Nesse segundo momento da aula o professor poderá ser o mediador da reflexão e discussão sobre o do texto. Deve-se observar a capacidade de argumentação dos alunos, a maneira como cada um expõe suas idéias, defende os seus argumentos e discute com os colegas. O professor deve ficar atento a possíveis equívocos conceituais, cabendo a ele  interferir e se posicionar no sentido dos alunos pensarem e usarem os conceitos mais adequados e ajustados à realidade.

O professor deve organizar a turma em pequenos grupos e propor as questões norteadoras para a discussão, inicialmente nos grupos e, posteriormente, envolvendo toda a turma.

DISCUSSÃO DO TEXTO EM GRUPOS  

Questões norteadoras

1.      Por que o ouro de aluvião precisa ser purificado?

Porque esse metal é encontrado misturado a fragmentos de areia e rochas, nos leitos dos rios. É necessário separar os componentes de uma mistura para a obtenção de uma substância "pura".

2- Quais são os processos de separação pelos quais o ouro passa ao ser purificado?

Almagamação - ouro se une ao mercúrio, separando-se dos demais sedimentos;

Sublimação do mercúrio- o amálgama é submetido a altas temperaturas e  o mercúrio passa da fase sólida (amálgama) para a fase gasosa. Por ter menor ponto de ebulição, vaporiza e se separa do ouro, que forma um precipitado.

3- Quais são as consequências ambientais do uso do mercúrio na extração do ouro?

Poderão ser destacadas várias daquelas apontadas no texto.  

Socialização das questões discutidas nos grupos 

O professor deve organizar a turma formando um círculo onde todos possam se ver e ouvir.Deve garantir um tempo de fala para cada grupo e um espaço para esclarecimentos.

FECHAMENTO DA DISCUSSÃO

Nesse momento o professor deverá resgatar os aspectos conceituais  apresentados no texto, destacando:

1- Os processos de separação de misturas que ocorrem no processo de  extração e purificação do ouro.

2- Os impactos ambientais apontados. 

Atividade 2- atividade experimental - Metais em brasa 

Objetivo: separação de metais

Material necessário: Fita de magnésio, ímã, papel de filtro, Bico de Bunsen, colher, cápsula de porcelana, frasco com alumínio em pó, frasco com óxido férrico.

Procedimentos

1. Dobre o papel de filtro como um funil e coloque no seu interior 0,5 grama de óxido férrico com 0,3 grama de alumínio em pó.

2. Em uma cápsula de porcelana contendo dois terços de areia, faça uma pequena cova no centro e transfira para a areia o papel contendo a mistura. Coloque sobre a mistura um pedaço de 2 centímetros de uma fita de magnésio limpa e seca. Isso vai facilitar o início da reação.

3. Direcione a chama para a mistura sólida, no interior do papel de filtro, mantendo-o assim até que apareça uma luz - resultado da inflamação da mistura que se propaga com elevação da temperatura.

4. Afaste a chama e espere esfriar. Com a ajuda de um imã, atraia o metal obtido: o ferro.  

Fonte: Reações químicas para separar metais. Uma lição que vale ouro.  Edição 1664, 30 de agosto de 2000 Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Disponível em: http://veja.abril.com.br/saladeaula/300800/p_05.html#antes   Acessado em 17/06/2010.

Sugerimos que o professor projete as imagens da aula disponíveis no site a fim de facilitar a sua execução. O professor deverá organizar a turma em grupos e possibilitar que façam a experiência, evitando aulas demonstrativas. O fogo deverá ser utilizado dentro da capela.

Terminada a experiência e de posse de seus registros os grupos de alunos produzirão o relatório final, conforme proposta nos recursos complementares.

Atividade 3- Pesquisas em grupos

A fim de aprofundar  os conhecimentos e ampliar o debate acerca das questões estudadas e discutidas nas aulas anteriores, o professor deve lançar algumas questões, que deverão ser pesquisadas. Distribuir as questões para pesquisa entre os grupos de modo que cada um fique responsável por um item diferente. Os alunos poderão pesquisar de acordo com seus interesses nos sites indicados, mas cada grupo terá que apresentar um item no momento da socialização.

Recomendamos que as  pesquisas sejam realizadas pela internet. Nesse caso, a aula deverá  ser realizada no laboratório de informática ou espaço similar, onde cada grupo de alunos possa acessar a internet diretamente do computador. Cada grupo deverá fazer suas anotações e organizá-las para uma apresentação para a turma e para a produção de um texto coletivo a ser organizado pelo professor. As informações consideradas mais importantes pelo grupo comporão um painel a ser confeccionado  no fechamento.

   Questões para pesquisa.

O metal ouro: características e usos.

O mercúrio: características e usos.

Extração de ouro na Amazônia e seus impactos.

Impactos do mercúrio na saúde humana.

Processos de extração do ouro no Brasil

Sites para as pesquisas:

Contaminação por mercúrio e o caso da Amazônia http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc12/v12a01.pdf .Acessado em 17/06/2010.

Amazônia: interesses e conflitos. Disponível em: http://www.comciencia.br/reportagens/amazonia/amaz14.htm . Acessado em 17/06/2010.

Mercúrio, cuidado com a contaminação. Disponível em:  http://www.ecodigital.org.br/a_art15.htm Acessado em 17/06/2010

Artigo revisa estudos de duas décadas sobre exposições a mercúrio na Amazônia  (2008). Disponível em: http://www.fiocruz.br/ccs/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?from_info_index=561&infoid=2139&sid=9&tpl=printerview 

Metal Mercúrio. http://www.brasilescola.com/quimica/metal-mercurio.htm Acessado em 17/06/2010.

Mercúrio: o vilão dos metais. Disponível em: http://www.revistaenfoque.com.br/index.php?edicao=49&materia=146 . Acessado em 18/06/2010.

Uso de mercúrio nos garimpos de ouro é uma ameaça tóxica em escala global (2009) http://www.ecodebate.com.br/2009/01/28/uso-de-mercurio-nos-garimpos-de-ouro-e-uma-ameaca-toxica-em-escala-global/ . Acessado em 17/06/2010

Mercúrio e outras toxinas podem afetar o desenvolvimento do cérebro http://www.ecodebate.com.br/2008/11/04/mercurio-e-outras-toxinas-podem-afetar-o-desenvolvimento-do-cerebro/ . Acessado em 17/06/2010

Brasil: entre a febre e a ressaca - o curto sonho do Novo Eldorado. Relato sobre o garimpo no Rio Juma - AM. Disponível em: http://www.caiman.de/03_07/art_1/index_pt.shtml Acessado em 17/06/2010. Nessa matéria há ótimas fotos que poderão ser utilizadas pelo professor para ilustrar o texto da atividade 1 e para a confecção do painel.

Garimpeiros ainda têm esperança de enriquecer em Serra Pelada. Disponível em:  http://www1.folha.uol.com.br/folha/brasil/ult96u731664.shtml Acessado em 17/06/2010.

Ouro: metal nobre e paradoxo de sua toxicologia. Disponível em:  http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0607/ouro/html/historia.html . Acessado em: 17/06/2010.

Ouro. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ouro Acessado em 17/06/2010.

Serra Pelada. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Serra_Pelada Acessado em 17/06/2010.

Chaga dourada. disponível em: http://www.estadao.com.br/amazonia/destruicao_chaga_dourada.htm . Acessado em 17/06/2010

A extração do ouro na Amazônia e suas implicações para o meio ambiente. Disponível em:  http://www.periodicos.ufpa.br/index.php/ncn/article/viewFile/14/13 . Acessado em 18/06/2010.

Trabalhando a interdisciplinaridade   

Nesse terceiro momento da aula a idéia é abordar o tema em questão na perspectiva da interdisciplinaridade. Cabe ao professor de Ciências entrar em contato com os professores de História e de Geografia. O professor de Geografia poderá promover uma aula ou um  trabalho sobre as regiões brasileiras onde há extração de ouro em garimpos e seus impactos ambientais. Numa aula de História, o professor poderá explorar os costumes, as conquistas, o comércio, a origem de cidades e a importância dos garimpos no contexto socioeconômico e cultural brasileiro.

Seria muito interessante que fosse realizado um trabalho nas aulas de História e Geografia, focalizando questões socioeconômicas e ambientais e comparando os garimpos de Serra Pelada (PA) e do Rio Juma (AM).

Para encaminhar uma discussão interdisciplinar, sugerimos a leitura do texto: A fábrica de ouro: Americanos encontram na Turquia os restos da primeira casa da moeda da História, disponível em:

http://veja.abril.com.br/300800/p_096.html . Acessado em 17/06/2010. A reportagem da Revista VEJA on line revela como os antigos lídios extraíam o ouro para as suas moedas e jóias. Ao mesmo tempo, o texto aborda a importância histórica desse processo. A leitura com os alunos é, por isso, recomendável também para os professores de História e Geografia.

Atividade 4- Socialização das pesquisas e fechamento

A socialização das pesquisas poderá ser realizada na forma de pequenos seminários nos quais cada grupo fará a sua apresentação. Caberá ao professor a organização desse momento, de modo a garantir a fala do grupo e o espaço  para perguntas e/ou esclarecimentos.  

Ao final, o professor deverá disponibilizar revistas para recortes, nas quais haja figuras relativas aos temas estudados e discutidos, para que os alunos façam a montagem de um painel no qual exponham frases e imagens que sintetizem aquilo que aprenderam e que consideram relevante que toda a comunidade escolar tenha acesso como fonte de informação. Os painéis deverão ser expostos em lugares bem visíveis na escola. Seria interessante que o  professor compilasse todas as informações coletadas  durante todas as atividades desenvolvidas pelos grupos e montasse um texto que poderia ser, posteriormente, discutido pelo grupo, na perspectiva de uma produção bibliográfica coletiva. Esse texto poderia ser publicado, por exemplo, no jornal da escola.

Distribuição do mercúrio em sedimentos de fundo no Estuário de Santos SP/Brasil. Disponível em:  http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672005000400004 . Acessado em 17/06/2010. 

Perigo à mesa: peixes e camarões contaminados com mercúrio. http://www.faperj.br/versao-impressao.phtml?obj_id=4576  Acessado em 17/06/2010

Pesquisa em garimpo de Minas Gerais. Disponível em:  http://www.cepis.org.pe/bvsea/fulltext/text.pdf Acessado em 17/06/2010.

A química da purificação do ouro no Brasil do século XIX: uma leitura das memórias de Domingos Vandelli. Disponível em: http://www.sbq.org.br/ranteriores/23/resumos/0272-1/index.html. Acessado em: 17/06/2010.

Estudo dos níveis de exposição e efeitos à saúde por mercúrio metálico em uma população urbana de Poconé, Mato Grosso, Brasil. disponível em : http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-311X1996000100018 . Acessado em 17/06/2010.

Poluição em Rondônia. Disponível em: http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_32/aprendendo4.html Acessado em 17/06/2010.

 Extração de Ouro - Princípios, Tecnologia e Meio Ambiente. Livro on line. ISBN 85-7227-150-3 322 p.Disponível em: http://200.20.105.247/livro_extracao_ouro.htm.  Acessado em: 18/06/2010.

Roteiro para elaboração do relatório da atividade experimental

TÍTULO: Frase sucinta que indica o principal objetivo da experiência.     

RESUMO: Texto de no máximo cinco linhas descrevendo tudo o que foi feito, inclusive os resultados alcançados. INTRODUÇÃO: Descrição da teoria necessária ao entendimento da prática e da discussão dos resultados. Deve ser uma síntese das fontes consultadas. Ao final da introdução, como último parágrafo, vem o objetivo do trabalho.    

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Descrever o procedimento experimental, ressaltando os principais materiais e equipamentos utilizados.    

RESULTADOS: Consiste na apresentação de todos os dados colhidos em laboratório ou dos calculados decorrentes dos dados. Podem ser apresentados na forma de tabelas, gráficos, etc., se isso melhorar a comunicação dos dados,     

DISCUSSÃO: Discutir os dados obtidos à luz da teoria exposta. Geralmente as questões para a discussão estão apontadas no roteiro da aula. Obs.: Estes dois itens podem ser agrupados em um único item: RESULTADOS E DISCUSSÃO.     

CONCLUSÃO: Síntese pessoal sobre as conclusões alcançadas com o seu trabalho. Enumere os resultados mais significativos do trabalho. Não deve apresentar nenhuma conclusão que não seja fruto da discussão.   

REFERÊNCIAS: Livros, textos e sites usados para escrever o relatório, devem ser citados

A avaliação do conteúdo poderá ser realizada de maneira processual, ao longo das aulas e de cada atividade desenvolvida. Poderão ser utilizados como instrumentos avaliativos os registros e as discussões sobre as situações apresentadas, os registros das pesquisas, o painel e os textos construídos pelos alunos no decorrer das aulas e ao final das atividades assim como o relatório da atividade experimental.