Questão 13 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2014
Nos anos de 1970, o uso do inseticida DDT, também chamado de 1,1,1-tricloro-2,2-bis (para-clorofenil)etano, foi proibido em vários países.
Essa proibição se deveu à toxicidade desse inseticida, que é solúvel no tecido adiposo dos animais. Para monitorar sua presença em um ambiente marinho do litoral canadense, amostras de ovos de gaivotas, recolhidos nos ninhos, foram analisadas. O gráfico ao lado mostra a variação da concentração de DDE (um dos produtos gerados pela degradação do DDT) nos ovos, ao longo dos anos.
a) No período de 1970 a 1985, foi observada uma diminuição significativa da concentração de DDE nos ovos das gaivotas. A partir de 1970, quanto tempo levou para que houvesse uma redução de 50\% na concentração de DDE?
b) O DDE é formado, a partir do DDT, pela eliminação de \ce{HCl}. Escreva, usando fórmulas estruturais, a equação química que representa a formação do DDE a partir do DDT.
c) Um estudo realizado no litoral dos EUA mostrou que a concentração total de DDT e de seus derivados na água do mar era cerca de 5\mathrm{x}10^{-5}\ \text{ppm}; no fitoplâncton, 4\mathrm{x}10^{-2}\ \text{ppm}; em peixes pequenos, 0{,}5\ \text{ppm}; em peixes grandes, 2\ \text{ppm}; e, em aves marinhas, 25\ \text{ppm}.
Dê uma explicação para o fato de a concentração dessas substâncias aumentar na ordem apresentada.
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Resolução comentada
a) Em 1970 a concentração de DDE era 3{,}0\ \text{mg/kg} de lipídeo. Uma redução de 50\% corresponde a 1{,}5\ \text{mg/kg}. No gráfico, a curva atinge esse valor por volta de 1978. O tempo decorrido é:
O valor lido no gráfico é aproximado, então são aceitáveis cerca de 8 anos.
Resposta: cerca de 8 anos (por volta de 1978).
b) O DDT tem um carbono com três cloros (\ce{CCl3}) ligado a um carbono que tem H e dois grupos p-clorofenil. Na formação do DDE ocorre eliminação de \ce{HCl}: sai o H do carbono 2 e um Cl do carbono 1, e forma-se a dupla ligação \ce{C=C} entre eles.
Representando \ce{Ar} = p-clorofenil (\ce{-C6H4Cl}), a equação é:
Em fórmulas estruturais: à esquerda, o carbono central ligado ao H e aos dois anéis benzênicos (cada um com Cl na posição para), ligado ao carbono com três Cl. À direita, o mesmo carbono central sem o H, com dupla ligação ao carbono que tem dois Cl, mais o \ce{HCl} liberado.
Resposta: \ce{Ar2CH-CCl3 -> Ar2C=CCl2 + HCl}, com Ar = p-clorofenil, desenhado em fórmulas estruturais.
c) O DDT e seus derivados são pouco solúveis em água e solúveis em gordura (apolares, lipossolúveis). Por isso se acumulam no tecido adiposo dos organismos. Além disso, são pouco biodegradáveis e não são eliminados facilmente.
O fitoplâncton absorve essas substâncias da água e as retém. Os peixes pequenos comem muito fitoplâncton e acumulam o DDT de todos os indivíduos ingeridos. Os peixes grandes comem muitos peixes pequenos, e as aves marinhas comem muitos peixes. A cada nível da cadeia alimentar o DDT é transferido e fica retido no predador, e a concentração aumenta. Esse fenômeno é a bioacumulação, ou magnificação trófica.
Resposta: o DDT é lipossolúvel e persistente, acumula-se na gordura e se concentra a cada nível da cadeia alimentar, de modo que os predadores do topo têm as maiores concentrações.
Assuntos: leitura de gráfico, reação de eliminação, bioacumulação.
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