Experimentos de Química: Bombas de Palitos de 2ª Geração

Constante de Acidez

Um ácido, de acordo com uma de suas definições, trata-se de uma espécie química capaz de ionizar-se, liberando íons de hidrogênio (H⁺) em meio aquoso. Sua identificação teórica pode se dar com relação à presença do elemento hidrogênio em sua molécula, ou experimentalmente por sua propriedade de liberação desse hidrogênio no estado gasoso quando em reação química com metal mais reativo do que o hidrogênio.

Abaixo são mostrados dois exemplos de ácidos de elevada importância, tanto para a indústria como no laboratório de pesquisa, o primeiro um hidrácido (não apresenta oxigênio em sua molécula) e o segundo um oxiácido (apresenta o oxigênio).

HCl: ácido clorídrico

H₂SO₄: ácido sulfúrico

Quando um ácido se ioniza em água, passa a ocorrer um processo de equilíbrio, representado por:

HA + H₂O ↔ A^- + H₃O⁺

Ou ainda, de modo simplificado:

HA ↔ A^- + H⁺

O grau de ionização de um ácido é denominado de constante de acidez, e representado por Ka. O nome de constante de ionização também é empregado, e pode ser definido matematicamente conforme mostrado abaixo:

As espécies representadas entre conchetes representam suas concentrações molares. Dessa forma, o cálculo da constante de acidez considera o quociente entre o produto da concentração molar de sua base conjugada e de seu número de íons de hidrogênio, pelo de suas partículas não ionizadas. Deste modo, seu valor de Ka é diretamente proporcional à concentração iônica, o que indica que quanto maior for o valor de Ka para um ácido, maior será sua ionização e maior será a força desse ácido.

A Tabela 1 mostra o valor de constante de acidez para alguns ácidos, na temperatura de 25°C (a temperatura interfere significativamente no Ka de um ácido).

ÁCIDOS	Ka	FORÇA ÁCIDA
HCl	10+7	Muito Forte
H2SO4	10+3	Muito Forte
H2SO3	1,5.10-2	Forte
H3PO4	7,6.10-3	Fraco
HNO2	4,3.10-4	Fraco
HF	3,5.10-4	Fraco
CH3COOH	1,8.10-5	Fraco
H2CO3	4,3.10-7	Fraco
H2S	1,3.10-7	Fraco
HCN	4,9.10-10	Muito Fraco

Tabela 1. Constante de acidez de alguns ácidos ¹.

No topo da tabela estão os ácidos mencionados no início deste texto. Tanto o ácido clorídrico quanto o ácido sulfúrico apresentam elevado Ka, tratando-se de ácidos muito fortes. Já o ácido cianídrico, em contraponto, apresenta um baixo Ka, tratando-se de um ácido muito fraco. Dessa forma, podemos concluir que uma solução de ácido clorídrico ou de ácido sulfúrico apresenta uma grande parte de íons em solução, já uma solução a partir do ácido cianídrico apresenta grande parte de moléculas dissolvidas.

Experimentalmente pode-se averiguar esse comportamento ao se fazer tais soluções serem atravessadas por uma corrente elétrica, compondo um circuito capaz de acender uma lâmpada, por exemplo. Observa-se então que em todas as soluções há passagem de corrente elétrica, mas a lâmpada está mais intensa na medida em que o ácido é mais forte (apresenta um maior número de partículas iônicas em solução, responsáveis pela transmissão de corrente elétrica).

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/constante-de-acidez/

Vídeo Aula #154: Substâncias Simples, Compostas, Puras e Misturas

Xisto Betuminoso

Muito abundante na natureza, o xisto betuminoso é uma rocha de origem sedimentar composta por matéria orgânica oleosa denominada betume. Esse material, também chamado de folhelho betuminoso, é proveniente da transformação química de resíduos vegetais ao longo de milhões de anos.

O betume é formado por uma mistura de diversos hidrocarbonetos  e corresponde a cerca de 10% da composição do xisto. A parte oleosa do xisto é consideravelmente fluida e pode ser extraída com facilidade. Para extrair o óleo de xisto, a rocha precisa ser escavada, moída e aquecida a uma temperatura de aproximadamente 500 °C (pirólise). Por meio desse processo será liberado o óleo bruto, que depois deve ser refinado (assim como ocorre com o petróleo).

O óleo de xisto refinado é idêntico ao petróleo de poço e dá origem a diferentes produtos e subprodutos empregados em diversas áreas da indústria:

• Óleo combustível: usado na indústria como fonte de energia.
• Gás de xisto: muito semelhante ao gás natural, utilizado na indústria de cerâmica.
• Enxofre: útil à produção de ácido sulfúrico, fabricação de medicamentos, fertilizantes, alimentos, entre outros.
• Nafta: empregado na produção de solventes e como combustível industrial.
• Cinzas de xisto: usado na fabricação do cimento.
• Calxisto: aplicado à correção da acidez de solos agricultáveis.
• Xisto retortado: utilizado como insumo industrial na fabricação de vidros, cimento e cerâmica vermelha.

A maior reserva mundial de xisto está nos Estados Unidos, seguido do Brasil, cuja reserva é de 1,9 bilhão de barris de óleo. No Brasil, a substância foi extraída pela primeira vez em 1884, na Bahia e hoje os maiores depósitos brasileiros de xisto estão localizados em São Mateus do Sul, no estado do Paraná. Neste país, a exploração de xisto é administrada pela Superintendência Internacional de Xisto (SIX), da Petrobrás, que pesquisa e desenvolve tecnologias para aproveitamento desse material.

A extração e o processamento do óleo de xisto não são processos simples, o que acaba encarecendo muito o produto obtido e o torna incapaz de competir economicamente com o petróleo. Além disso, trata-se de processos de alto impacto ambiental, com emissão de gases poluentes e poluição de recursos hídricos, além do risco de combustão voluntária de seus resíduos. Por outro lado, considerando a gradativa redução de reservas de petróleo combinada com um consumo cada vez maior de seus derivados, o xisto betuminoso poderá, futuramente, se tornar uma reserva muito importante de energia e de matérias primas.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/xisto-betuminoso/

Vídeo Aula #153: Subtância Pura X Mistura

Atomismo

De acordo com sua definição linguística, o termo atomismo trata-se de uma “Doutrina filosófica que se desenvolveu na Grécia no séc. V a.C. Os atomistas acreditavam que os elementos básicos da realidade eram átomos, partículas de matéria indivisíveis, indestrutíveis, que se moviam no espaço.”¹

O termo átomo, do qual deriva a filosofia  do atomismo, significa, em grego, algo que não pode ser subdividido, ou seja, algo indivisível. Para os adeptos dessa tradição, toda natureza, observável ou não, é composta por átomos e pelo vazio, os dois princípios fundamentais de tudo o que existe. Contrariamente à teoria atômica, os átomos reúnem-se uns com os outros, formando arranjos diferentes, sob diversas combinações, dando origem a tudo o que existe ao nosso redor.

No ocidente, por volta do século V e VI antes de Cristo, surge o atomismo, a partir dos estudos e das discussões filosóficas de Leucipo e Demócrito, os dois filósofos que iniciaram propriamente o estudo da matéria. Sabe-se que tais questões, assim como aquelas que abordam a continuidade / descontinuidade da matéria, sempre discutidas como fundamentação grega, foram muito influenciadas pela cultura indiana, e esta posteriormente pela cultura grega.

Leucipo e Demócrito, cogitando a respeito da constituição da matéria, sugeriram que esta seria formada, em seus menores componentes, ou constituintes fundamentais, como viria a ser popularizado no meio científico, por pequenos corpos indivisíveis, em um movimento por uma região de vazio infinito. Tais partículas foram posteriormente denominadas de átomos (que significa, em grego, não-divisível).

Empédocles, por sua vez, estabelece que a matéria é composta por quatro substâncias fundamentais, o fogo, o ar, a água e a terra, e a combinação dessas formaria tudo o que existe.

Platão então propõe fundamentos de uma composição que funde a matéria à geometria, a partir de sua constatação de que apenas por um modelo aritmético não seria possível com precisão descrever o universo das coisas. Em sua teoria, o que viria a ser conhecida como a teoria platônica, uma composição geométrica substituiria a composição atômica dada por Leucipo de Demócrito, conforme pode ser observado na figura abaixo.

Dessa forma, para cada elemento anteriormente proposto por Empédocles, fora associado um sólido geométrico, o tetraedro ao fogo, o octaedro ao ar, o icosaedro a água e o cubo à terra.

Em um sentido mais específico, o atomismo apresenta quatro modos de realização, sendo estes:

“1 – átomos e vazio: como princípio de permanência da realidade; 2 – o todo infinito (tò pân apeíron): também como princípio de permanência da realidade; 3 – os mundos (kósmoi): como mega corpos que vêm a ser e deixam de ser; 4 – os corpos sensíveis (sómata): sujeitos à geração e à corrupção e passíveis de apreensão pelos sentidos.”²

Dessa forma, os atomistas estabelecem interações entre a constituição material com a forma de conduta social, chagando até fundamentos de personalidade humana.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/atomismo/

Vídeo Aula #152: Separação de Misturas

Série Heteróloga

Os compostos orgânicos são comumente classificados em funções (aminas, ácidos carboxílicos, álcoois, fenóis, cetonas, etc.). Além desta classificação, tais compostos são subdivididos, ainda, em séries orgânicas de acordo determinadas características. Entre estas subdivisões está a série heteróloga, que é formada por um conjunto de compostos pertencentes a funções diferentes, mas que apresentam o mesmo número de átomos de carbono.

Os compostos que fazem parte desta série são chamados de heterólogos. Veja alguns exemplos:

1. Etano (C₂H₆), etanol (C₂H₆O), etanal (C₂H₄O) e ácido etanoico (C₂H₄O₂).

Estes compostos possuem 2 carbonos em sua cadeia, porém, pertencem a funções orgânicas diferentes. O etano é um hidrocarboneto, enquanto o etanol é classificado como álcool, o etanal é um aldeído e o ácido etanoico faz parte do grupo dos ácidos carboxílicos.

2. Benzeno (C₆H₆), hidroxibenzeno (C₆H6O) e anilina (C₆H₅NH₂).

O benzeno é classificado como hidrocarboneto, o hidroxibenzeno é um fenol e a anilina pertence à função amina, no entanto, todos possuem 6 carbonos em suas cadeias.

3. Propano (C₃H₈), propanol (C₃H₈O), propanona (C₃H₆O) e ácido propanoico (C₃H₆O₂).

Os compostos desta série apresentam 3 átomos de carbonos em suas cadeias, mas, o propano é um hidrocarboneto, ao passo que o propanol (ou propano-1-ol de acordo com a nomenclatura IUPAC) é um álcool, a propanona é uma cetona e o ácido propanoico é classificado como um ácido carboxílico.

Uma vez que são próprios de funções orgânicas diferentes, os compostos heterólogos apresentam propriedades químicas e físicas também diferentes. O etano e o ácido etanoico, por exemplo, possuem características distintas entre si: o primeiro tem um ponto de fusão de -181,7 °C, ao passo que o segundo se funde a uma temperatura de 16,5 °C. O hidroxibenzeno, embora contenha um grupo hidroxila (-OH) em sua cadeia, tem caráter ácido, ao contrário da anilina, que é uma base. A propanona é uma substância altamente volátil, o que não ocorre com o ácido propanoico.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/serie-heterologa/

Vídeo Aula #151: Transformações dos Estados da Matéria

Experimentos de Química: Como Fazer Papel Reciclado

Série Isóloga

No estudo da Química Orgânica, a série isóloga é uma sequência finita de compostos orgânicos que se diferem pela quantidade de grupos H₂, apresentando o mesmo número de carbonos (C). Os compostos pertencentes a essa série orgânica recebem o nome de isólogos.

Os principais exemplos de compostos isólogos são alcanos, alcenos e alcinos. Os alcinos são hidrocarbonetos acíclicos com uma ligação tripla em sua cadeia carbônica. A reação de adição de alcinos com moléculas de H₂ (hidrogenação) dá origem aos alcenos, que também são hidrocarbonetos acíclicos, porém, com uma ligação dupla. Da mesma forma que ocorre com os alcinos, a reação de alcenos com o H₂ produz alcanos, hidrocarbonetos alifáticos de cadeia saturada. É possível compreender essa série, também, através da fórmula química geral desses compostos, em que n representa o número de carbonos da cadeia:

Uma vez que as massas moleculares dos compostos isólogos são muito próximas, suas propriedades físicas também são muito semelhantes. Por outro lado, suas propriedades químicas são bastante distintas, o que se deve à estrutura molecular que cada um apresenta.

Alcanos, alcenos e alcinos, por exemplo, apresentam pontos de fusão, densidade e pontos de ebulição bem próximos. Em contrapartida, existe uma diferença significativa entre esses compostos quanto à reatividade: os alcanos são pouco reativos, ao passo que alcenos e alcinos, reagem facilmente com uma série de compostos químicos.

A reatividade é uma propriedade química desses compostos e está diretamente associada ao tipo de ligação que existe nas estruturas. Os alcenos e alcinos possuem ligações duplas e triplas (respectivamente), que podem ser quebradas com facilidade numa reação química. Já os alcanos apresentam apenas ligações simples, que são mais fortes, por isso, praticamente não participam de reações químicas, exceto a combustão.

Também devido à configuração da molécula, os alcinos possuem um leve caráter ácido, o que não se percebe em alcenos e alcanos.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/serie-isologa/

Vídeo Aula #150: Sólido, Líquido e Gasoso (Parte 2)

Vídeo Aula #149: Sólido, Líquido e Gasoso (Parte 1)

Arroz Preto

Para sugerir a troca do consagrado arroz branco pelo nada sugestivo arroz preto teremos que apresentar bons argumentos, acompanhe então a análise comparativa da composição do arroz preto e do integral.
Comecemos pela quantidade (em gramas) de vitaminas B1 de ambos os tipos:
Arroz preto: 0, 34 mg
Arroz integral: 0,26 mg
Como vemos, o arroz preto é mais vitaminado. Essa característica torna o alimento essencial para a transformação de açúcar em energia e ainda auxilia no funcionamento dos sistemas cardiovascular e nervoso.
No quesito proteínas, o arroz preto também leva a vantagem, neste caso é uma boa pedida para os vegetarianos, já que não consomem a maior fonte da substância (carne). A quantidade de proteínas do arroz preto é de 9.8 g contra 7, 3 g presentes no arroz integral.
Agora uma má notícia para os gordinhos, em se tratando da quantidade de gorduras, o arroz preto também sai na frente, o que não é nada apreciável para aqueles que desejam perder peso. Por outro lado, para as mulheres que precisam realizar a reposição hormonal, a gordura presente nos alimentos não pode faltar, então compare:
Arroz preto: 2 g
Arroz integral: 1,9 g
Não podíamos nos esquecer do Magnésio (Mg), o mineral responsável pela fixação de cálcio nos ossos. Neste caso não restam dúvidas, o arroz preto dispara na frente.
Arroz preto: 190 mg de Mg
Arroz integral: 110 mg de Mg
*Nota: A análise foi feita para uma proporção de 100 gramas de cada tipo de arroz.
Diante das vantagens expostas, é hora de repensar a cor do cereal presente em sua alimentação diária: preto ou branco? A sua saúde opta pela melhor escolha.

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/arroz-preto-confira-sua-composicao.htm

Cristal Líquido

A denominação cristal liquido  talvez ainda possa ser incomum para muitas pessoas, mas certamente a utilização dessas substâncias em materiais de alcance  geral não a é. Diversos aparelhos de nosso cotidiano utilizam cristais líquidos para seu funcionamento, como os monitores, por exemplo, que vão desde uma simples calculadora portátil até um televisor de alta capacidade de produção de imagens.

A química de um cristal líquido é relativamente simples, e fácil de ser explicada. Geralmente tratam-se de moléculas longas, semelhantes a tubos. Quando essas moléculas se encontram na fase líquida, não apresentam orientação estabelecida, ou seja, seu comportamento é aleatório (randômico). Quando constituem uma fase líquida que pode ser denominada de cristalina, suas moléculas já passam a apresentar uma certa organização molecular. Então se tem um cristal líquido.

Um cristal líquido, sob certa organização molecular, pode ser classificado como nemático, esmético ou colestérico, dependendo fundamentalmente da orientação especifica de suas moléculas constituintes, conforme pode ser observado na figura abaixo.

Diferentes formações de um cristal liquido.

• Cristais líquidos nemáticos: nesse tipo de orientação, as moléculas estão alinhadas de modo paralelo, ou seja, ao longo de seus eixos mais longos. Nessa estrutura, não há organização em relação à parte lateral da molécula. Seria como alguém segurando uma porção de canetas, não alinhadas entre si.
• Cristais líquidos esméticos: nesse tipo de orientação, além da paralela existente nos cristais líquidos nemáticos, ocorre também uma maior organização com relação à extremidade das moléculas. No exemplo acima, as canetas estariam mais alinhadas com relação às suas pontas. Esse tipo de cristal líquido pode apresentar as moléculas alinhadas perpendicularmente em relação umas às outras ou ainda inclinadas com relação às camadas de empilhamento molecular, sem, no entanto, ocorrer alterações significativas em suas propriedades.
• Cristais líquidos colestéricos: um cristal líquido do tipo colestérico apresenta um alinhamento molecular ao longo dos eixos, conforme o modelo nemático. A diferença é que há uma organização em camadas, de modo que em cada plano as moléculas estão torcidas umas em relação às outras. A denominação adotada provém do colesterol, visto que muitos de seus derivados adotam essa estrutura.

Devido a sua natureza, os cristais líquidos colestéricos apresentam um maior número de aplicabilidade, uma vez que sua organização molecular sob a forma de um espiral torna possível que alterações de temperatura e pressão alterem a ordem de suas camadas, e, consequentemente, sua coloração. Podem assim ser utilizados para o monitoramento de temperaturas, sendo que alguns termômetros utilizam tais moléculas como principio de funcionamento.

Fonte: http://www.infoescola.com/materiais/cristal-liquido/

Hulha

Os carvões minerais  se formam na crosta terrestre através da transformação química da madeira depositada em pântanos há milhões de anos. Através da ação de microrganismos e do aumento da temperatura e da pressão nesse ambiente, o material perde umidade, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros componentes, dando origem a um carvão mais puro, isto é, mais rico em carbono. Um dos carvões fósseis mais importantes e abundantes é a hulha, também conhecida como carvão de pedra, cujo índice de carbono é de aproximadamente 80% da sua composição.

Após ser extraída, a hulha é aquecida em retortas (equipamentos de laboratório) a cerca de 1000 °C, na ausência de oxigênio (para que não ocorra combustão), processo químico que recebe o nome de destilação seca ou pirólise. A partir desse processo, são obtidas 4 substâncias químicas, nos estados sólido, líquido e gasoso:

Gás de hulha – gás de caráter combustível, composto por gás hidrogênio (H₂), metano (CH₄) e monóxido de carbono (CO). Essa substância foi muito utilizada como combustível de lampiões, sendo, por isso, chamado de gás de iluminação.

Águas amoniacais – solução aquosa de compostos nitrogenados, especialmente derivados da amônia (NH₃) e aminas. São aplicadas industrialmente na fabricação de adubos e fertilizantes agrícolas.

Alcatrão de hulha – líquido viscoso, escuro, insolúvel em água, constituído, principalmente, de uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos. Após ser obtido por destilação seca, o alcatrão de hulha é submetido à destilação fracionada, produzindo:

• Óleos leves: como benzeno, tolueno e xilenos.
• Óleos médios: fenol, naftaleno, piridinas.
• Óleos pesados: cresóis, anilina e naftois.
• Óleos antracênicos: antraceno, fanatreno.
• Piche: resíduo do processo, um dos principais componentes do asfalto.

Carvão coque – principal produto da hulha, é um sólido amorfo e poroso, aplicado à obtenção do ferro em indústrias siderúrgicas.

A hulha é o carvão mineral de maior relevância econômica. Na Rússia encontra-se a maior distribuição de jazidas de hulha do mundo, com uma produção que chega a 600 milhões de toneladas por ano. No Brasil, a hulha ocorre nos estados da região Sul e a produção chega a 10 milhões de toneladas ao ano. Grande parte da hulha produzida é empregada em usinas termoelétricas para geração de energia.

Antigamente, a hulha era utilizada como principal fonte de hidrocarbonetos aromáticos, mas passou a ser substituída pelo petróleo a partir do século XX, com a Segunda Revolução Industrial. A produção desses compostos orgânicos a partir do petróleo é mais viável economicamente, além de que a quantidade de hidrocarbonetos aromáticos obtidos a partir da hulha não seria suficiente para suprir a crescente demanda industrial.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/hulha/

Petróleo de Alta Densidade

 

 O petróleo é uma substância oleosa, com cheiro característico e de cor variando entre o negro e o castanho escuro. O Petróleo comum já é um líquido viscoso, mas em se tratando de alta densidade, temos o chamado Petróleo extrapesado.
O Brasil se destacou pela primeira produção de petróleo extrapesado em campos marítimos no mundo. Entre as jazidas com alta concentração deste combustível fóssil, a que mais se destaca é a Bacia de Siri, localizada no campo de Badejo, no litoral do Rio de Janeiro. Os poços de extração se localizam a 95 metros de profundidade e a 80 quilômetros da costa, e tem a capacidade de extrair 15 mil barris por dia.
O petróleo extrapesado, também conhecido como ultraviscoso, tem a densidade duzentas vezes comparada à da água.
Sendo este óleo tão viscoso, como é possível extraí-lo do interior da jazida?
Como já foi dito, a Jazida se localiza a 95 metros de profundidade, neste caso são usadas as bombas de sucção especial, mais potentes que as usadas para extrair o petróleo comum (menos denso).
A utilização do petróleo de alta densidade é mais restrita, sendo destinada à produção de cimento asfáltico e combustível naval. 

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/petroleo-alta-densidade.htm

Reagente Limitante

Numa reação química em que os reagentes não estão numa mesma proporção estequiométrica, um deles será completamente consumido e limitará a quantidade de produto originado da reação, sendo, por isso, denominado reagente limitante.

Consideremos a seguinte situação:

Para montar um móvel são necessárias 5 gavetas e 1 porta. Se tivermos 300 gavetas e 90 portas, quantos móveis poderão ser montados?

300 : 5 = 60 móveis

Levando em conta que cada móvel precisa de somente 1 porta, necessitaremos de apenas 60 portas na montagem dos móveis, sobrando 30 das gavetas que possuíamos antes (90 – 60 = 30). Note que a produção de móveis utilizará todas as gavetas, mas não todas as portas. Podemos concluir, então, que o número de gavetas é um fator limitante, já que a produção foi finalizada quando acabarão as gavetas disponíveis.

Em reações químicas ocorre algo parecido com isso. Veja um exemplo:

Ao misturar 147 g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio, reagindo de acordo com a equação abaixo, qual substância será o reagente limitante da reação? Dadas as massas atômicas: H = 1; O = 16; Na = 23; S = 32).

H₂SO₄ + 2 NaOH --> Na₂SO₄ + 2 H₂O

Começamos calculando a massa do NaOH, que reagiria com os 147 g de ácido sulfúrico (H₂SO₄) citados no enunciado:

H₂SO₄ + 2 NaOH --> Na₂SO₄ + 2 H₂O

1 mol H₂SO₄ = 98 g
1 mol NaOH = 40 g

98 g       ------- 2 . 40 g
147 g     ------- x

x = 120 g de NaOH

Chegamos ao resultado de 120 g de NaOH, porém, o enunciado informa que temos apenas 100 g dessa substância reagir com o ácido sulfúrico. Logo, o NaOH é o reagente limitante da reação, pois será o primeiro reagente consumido, finalizando a reação e determinando a quantidade de produto que será originada.

Como prova disto, podemos trocar a substância a ser calculada, verificando, agora, a quantidade de H₂SO₄ a reagir com as 100g de NaOH mencionados no enunciado do problema:

H₂SO₄ + 2 NaOH --> Na₂SO₄ + 2 H₂O

98 g  -----  2 . 40 g
y        -----  100 g

y = 122,5 g de H₂SO₄

Através deste cálculo obtivemos o resultado de 122,5 g de H₂SO₄, o que pode acontecer normalmente, visto que disponibilizamos de 147 g da substância. O ácido sulfúrico nesta reação é o reagente em excesso, pois para que a mesma ocorra, serão utilizadas 122,5 e sobrarão ainda 24,5 g da substância. Mais uma vez constatamos que o hidróxido de sódio é o reagente limitante da reação.

É importante ressaltar que sempre haverá um reagente limitante (e um reagente em excesso também) quando a proporção dos reagentes não é definida ou constante, de acordo com a Lei de Proust. A reação que produz água H₂O, por exemplo, ocorre na proporção de 2 mols de H₂ para 1 mol de O₂. Assim, se esta mesma reação ocorrer em proporções diferentes desta, teremos um reagente limitante.

2 H₂ + O₂ --> 2 H₂O

Por outro lado, se as quantidades de todos os reagentes estiverem em proporções definidas, todos os reagentes serão limitantes.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/reagente-limitante/

Vídeo Aula #148: Ligações Químicas - Fórmulas Estruturais

Gás Inerte

Quando um gás não reage quimicamente com outras substâncias em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), dizemos que se trata de um gás inerte. Além de não serem reativos, os gases inertes também não provocam desequilíbrio químico.

Veja alguns exemplos de gases inertes:

Gases nobres

Também chamado de gases raros, os gases nobres são constituídos por átomos isolados uns dos outros. A principal propriedade química desses gases é a alta estabilidade, ou seja, pouca tendência de se unir (reagir) entre si ou com outros elementos químicos. A família dos gases nobres é formada por Hélio (He), Neônio (Ne), Argônio (Ar), Criptônio(Kr), Xenônio (Xe) e Radônio (Rn). Devido a esta característica, os gases nobres apresentam várias aplicações:

• O argônio é utilizado na conservação de peças de museus e em lâmpadas incandescentes, para evitar a corrosão do filamento de tungstênio. Além disso, o argônio também é usado em soldagem, para evitar a oxidação da solda.
• Misturado com o oxigênio, o gás hélio é usado em mergulhos de grandes profundidades, reduzindo o tempo de descompressão. Esse gás também é utilizado em dirigíveis, balões meteorológicos e de publicidade.
• O neônio compõe detectores de íons usados em laboratórios.
• O xenônio é usado como agente anestésico em anestesias gerais.

Gás nitrogênio (N₂)

O nitrogênio é o gás presente em maior quantidade no ar atmosférico. Ele é considerado um gás inerte porque não reage com outras substâncias, salvo em condições muito especiais. É bastante utilizado na inertização de sistemas, formando uma atmosfera protetora para evitar reações de substâncias. São algumas aplicações práticas do nitrogênio nesse processo:

• O nitrogênio é capaz de deslocar gases inflamáveis, sendo, por isso, usado em extintores de incêndio para conter a combustão.
• Em sua forma gasosa e pressurizada, o gás é utilizado no transporte de substâncias altamente explosivas.
• Também se utiliza o gás nitrogênio em operações de secagem, quando ocorrem reações indesejadas.
• É aplicado, ainda, no processo de retirada de oxigênio de líquidos, evitando a contaminação dos mesmos por oxidação ou corrosão.

Dióxido de carbono (CO₂)

O dióxido de carbono, mais conhecido como gás carbônico, é um gás incolor, inodoro, solúvel em água e não inflamável. Graças à sua propriedade inerte, o dióxido de carbono é largamente utilizado em extintores de incêndio para isolar o oxigênio do combustível, na inertização de tubulações para transferência de substâncias inflamáveis, na conservação de alimentos embalados, entre outras aplicações.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/gas-inerte/

Semelhança Atômica

Se analisarmos o número atômico (Z), o número de nêutrons (N) e o número de massa (A) de átomos diferentes, será possível identificar e formar conjuntos de átomos com algumas similaridades. Esta propriedade dos átomos recebe o nome de semelhança atômica.

Isótopos

Os isótopos são um conjunto de átomos com o mesmo número de prótons (Z), mas números de massa diferentes.

O número de massa é formado pela quantidade de prótons (número atômico) somada à quantidade de nêutrons de um átomo. Portanto, pode-se concluir que os isótopos são átomos de um mesmo elemento químico (pois apresentam o mesmo número de prótons), porém, com diferentes números de nêutrons. Por exemplo:

O Hidrogênio  é o único elemento químico cujos isótopos têm nome próprio. Os outros isótopos são chamados apenas pelo nome do elemento seguido do número de massa, como, por exemplo, carbono-14, oxigênio-16 e assim por diante.

Os isótopos são muito comuns na natureza, mas também podem ser obtidos artificialmente. No grupo dos isótopos artificiais, merecem destaque os radioativos, que são aqueles que emitem determinados tipos de radiação. O flúor-18, por exemplo, é um radioisótopo muito usado na Medicina para mapeamentos ósseos, o fósforo-32 é aplicado à Agricultura para o estudo do metabolismo de vegetais, o carbono-14 é usado na Paleontologia para a datação de fósseis.

Isóbaros

Isóbaros são átomos que apresentam números atômicos diferentes, mas com o mesmo número de massa. Como o número de prótons não é o mesmo, pode-se concluir que os isóbaros pertencem a elementos químicos também diferentes.

O carbono-14 e o nitrogênio são exemplos de são isóbaros, uma vez que ambos possuem número de massa = 14.

Isótonos

Os átomos que apresentam o mesmo número de neutros, mas números atômicos e de massa diferentes, recebem o nome de isótonos. A isotonia também ocorre entre átomos de elementos químicos diferentes. Como exemplos de isótonos podemos citar o boro (B) e o berílio (Be), que apresentam 6 nêutrons em seus átomos. Observe:

Isoeletrônicos

Átomos neutros apresentam o mesmo número de prótons e elétrons, porém, esses átomos podem ganhar ou perder elétrons, passando a formar íons. Os átomos e íons que apresentam o mesmo número de elétrons são denominados isoeletrônicos. Exemplos:

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/semelhanca-atomica/

Experimentos de Química: Jardim Químico (Experiência Sobre Osmose)

As Formas do Invisível #12: Peixe

Lavando A Dengue

A Dengue é uma doença infecciosa, a transmissão se dá pela picada do mosquito Aedes aegypti. Ela se tornou um dos principais problemas de saúde pública no mundo. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que entre 50 a 100 milhões de pessoas se infectem anualmente, em mais de 100 países.
A dengue está se expandindo rapidamente, as epidemias geralmente ocorrem no verão e a grande preocupação é que nos próximos anos a transmissão aumente por todas as áreas tropicais do mundo.
Contudo, a dengue pode estar com seus dias contados, quem diria... Um simples sabonete evitar esta doença tão contagiosa! É isso mesmo, um sabonete que espanta o mosquito propagador.
Pesquisadores do Laboratório de Química de uma Universidade do Rio de Janeiro desenvolveram uma fórmula para driblar o Aedes, e o melhor: é uma maneira perfumada e barata de escapar da picada desse traiçoeiro mosquito. A descoberta surgiu da idéia de disponibilizar um produto economicamente acessível à população carente que não têm acesso a ferramentas mais sofisticadas de combate à dengue.
O sabonete já passou por testes rigorosos como esse: o produto foi aplicado no braço de um voluntário e este o introduziu em um recipiente lotado de insetos da espécie Aedes aegypti, o que aconteceu? Os mosquitos não picaram o braço do voluntário.
Mas qual é o princípio ativo desse milagroso sabonete? A fórmula contém substâncias repelentes: uma mistura de glicerina com essências naturais de plantas, como o cravo-da-índia, óleo de citronela e capim-limão. Conta ainda com outras substâncias químicas, que ajudam a aumentar o tempo de ação do produto. Seu efeito dura de 5 a 6 horas, e a expectativa é que esteja disponível no mercado para o próximo verão. 

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/lavando-dengue.htm

Gênios da Química #32: Pierre Curie

Pierre Curie (Paris, 15 de maio de 1859 — Paris, 19 de abril de 1906) foi um físico francês, pioneiro no estudo da cristalografia, magnetismo, piezoelectricidade e radioactividade.

Recebeu o Nobel de Física de 1903, juntamente com a sua mulher Marie Curie, outra famosa física: "em reconhecimento pelos extraordinários serviços que ambos prestaram através da suas pesquisas conjuntas sobre os fenómenos da radiação descobertos pelo professor Henri Becquerel".

Pierre foi um dos fundadores da física moderna. Pierre não frequentou a escola primária nem a ginasial, foi educado em casa pelo seu pai, e nos primeiros anos da sua adolescência revelou uma forte aptidão para a matemática e a geometria. Aos 16 anos bacharelou-se em ciências e aos 18 anos já tinha obtido o equivalente a um grau superior, mas não seguiu imediatamente para o doutoramento por falta de dinheiro. Em vez disso, trabalhou como instrutor de laboratório.

Em 1880 Pierre e o seu irmão mais velho, Jacques Curie, demonstraram que se gerava um potencial eléctrico quando se comprimiam cristais, a piezoelectricidade, e esse comportamento foi utilizado mais tarde em toca disco (gira-discos) e alto-falante. Pouco depois, em 1881, eles demonstraram a existência do efeito inverso: que os cristais podiam ser deformados quando submetidos a um campo eléctrico. Quase todos os actuais circuitos electrónicos digitais recorrem a este fenómeno.

Antes dos seus famosos estudos de doutoramento sobre o magnetismo, ele concebeu e aperfeiçoou uma balança de torsão extremamente sensível para medir os coeficientes magnéticos. Os investigadores que o seguiram nesta área utilizaram regularmente uma qualquer variedade deste equipamento. Pierre Curie estudou o ferromagnetismo, o paramagnetismo, e o diamagnetismo para a sua tese de doutoramento, e descobriu o efeito da temperatura sobre o paramagnetismo que é atualmente conhecido por lei de Curie. A constante material da lei de Curie é conhecida como a constante de Curie. Também descobriu que as substâncias ferromagnéticas apresentam uma temperatura crítica de transição, acima da qual as substâncias perdem o seu comportamento ferromagnético. Esta temperatura é conhecida por ponto de Curie.

Pierre Curie enunciou em 1894 o "princípio universal de simetria": As simetrias presentes nas causas de um fenômeno físico também são encontrados nas suas consequências.

Pierre trabalhou com a sua mulher Marie Curie no isolamento do polónio e do rádio. Eles foram os primeiros a usar o termo 'radioactividade', e foram pioneiros no seu estudo. No seu trabalho, incluindo o conhecido trabalho de doutoramento de Marie, usaram um electrómetro piezoeléctrico de precisão construído por Pierre e pelo seu irmão Jacques.

Pierre Curie e um estudante seu foram os primeiros a descobrir a energia nuclear, ao identificarem a emissão contínua de calor das partículas do rádio. Ele também investigou as emissões de radiação das substâncias radioactivas, e conseguiu demonstrar, com o recurso a campos magnéticos, que as emissões apresentavam carga positiva, negativa ou eram neutras. Essas emissões correspondem às partículas alfa, beta e radiações gama.

O casal Curie autenticou a médium Eusapia Paladino, numa carta a Georges Gouy, datada de 24 de Julho de 1905, por sessões supervisionadas por eles próprios:

“

Foi muito interessante e, realmente os fenômenos que vimos pareciam inexplicáveis como truques, mesas com quatro pernas suspensas, movimentos de objetos até a certa distância, mãos que beliscam ou acariciam a pessoa, aparições luminosas. Tudo num local preparado por nós, com um pequeno número de espectadores, todos conhecidos nossos e sem qualquer possível cúmplice. O único truque possível é o que poderia resultar da extraordinária facilidade da médium como mágica. Mas, como explicar o fenômeno quando se está segurando as mãos e os pés dela e quando a luz é suficiente para se ver tudo que acontece?

”

O casal confirmou a genuinidade de Paladinho em outra carta, em 14 de abril de 1906, poucos dias antes de Pierre morrer, novamente a Georges Gouy:

“

Tivemos mais algumas sessões com a médium Palladino. O resultado é que esses fenômenos realmente existem e não é mais possível para mim duvidar disso. É improvável, mas existem, e é impossível negar isso, após as sessões que tivemos, em condições controladas. Uma espécie de membros fluidos destacam-se da médium (principalmente dos braços e das pernas…) e empurram com força os objetos. Esses membros fluidos se formam em geral sobre um pedaço de material negro… Mas algumas vezes eles pulam para o ar aberto. Não tenho dúvida que depois de algumas boas sessões, você se convencerá… Você, que tem uma intuição tão grande, com tanta frequência sobre os fenômenos, como explica esses deslocamentos de objetos de uma distância, como concebe que a coisa seja possível? Existe aqui, em minha opinião, todo um território de fatos inteiramente novos, e estados físicos no espaço, dos quais não temos qualquer idéia.

”

Esta informação consta no livro de Susan Quinn, chamado "Marie Curie, Uma Vida".

Pierre Curie morreu em 19 de abril de 1906, ao sair de um almoço na Associação de Professores da Faculdade de Ciências, em resultado de um acidente de viação quando atravessava a Rue Dauphine em Paris durante uma tempestade. A sua cabeça foi esmagada pela roda de uma carruagem, escapando a uma provável morte por envenenemento por radiações como a que veio a matar a sua mulher. Os restos mortais de Pierre e Marie foram depositados na cripta do Panthéon de Paris em Abril de 1995.

O curie (Ci) é uma unidade de radioactividade correspondente a 3.7 x 10¹⁰ desintegrações por segundo. O nome da unidade foi originalmente atribuído, em homenagem a Pierre Curie, pelo Congresso de Radiologia de 1910.

A filha de Pierre e Marie Curie, Irène Joliot-Curie e o seu genro, Frédéric Joliot, foram igualmente físicos destacados, que se dedicaram ao estudo da radioactividade.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Pierre_Curie

Azocorantes

A cor é uma propriedade organoléptica muito útil à indústria, especialmente, no ramo alimentício. Para obter um variado espectro de cores, a indústria utiliza os corantes sintéticos denominados azocorantes. Quimicamente, os azocorantes são compostos orgânicos aromáticos com um ou mais grupos azo (-N=N-) em sua cadeia.

Estes compostos aromáticos constituem a mais importante classe de substâncias que conferem cor, perfazendo cerca de 50% do total da produção mundial. São obtidos por meio da reação de sais diazônicos e aminas  aromáticas terciárias ou fenóis, num processo químico denominado reação de copulação. Os corantes desta classe possuem pelo menos um grupo SO₃Na⁺, o que propicia sua solubilidade em água e facilita sua interação química com o produto a ser corado.

Veja alguns dos principais azocorantes:

Amarelo de metila

O amarelo de metila, cuja fórmula química é C₁₄H₁₅N₃, é um importante indicador de pH. Quando presente em soluções  aquosas de pH baixo, a substância apresenta uma cor avermelhada, retornando ao amarelo quando o sistema alcança o pH 4,0 aproximadamente. Foi utilizado por algum tempo como corante de alimentos, porém, essa aplicação foi banida após ser descoberto o seu significativo teor de toxidade.

Tartrazina

A tartrazina (C₁₆H₉N₄Na₃O₉S₂) é um corante sintético conhecido na indústria como E102, utilizado para conferir cor amarela aos alimentos. Também é aplicada industrialmente em combinações com outros corantes azuis e verdes, de modo a produzir diferentes tons de verde. Em geral, utiliza-se a tartrazina na produção de gomas, balas, gelatinas, bem como na fabricação de cosméticos e de medicamentos.

Alaranjado de metila

Também conhecido como metalorange, o alaranjado de metila também é um indicador de pH C₁₄H₁₄N₃NaO₃S. A substância é utilizada, ainda, em estudos citológicos em soluções com a fucsina.

Azorrubina

A azorrubina (C₂₀H₁₂N₂Na₂O₇S₂) é um corante sintético comercializado normalmente como sal dissódico e utilizado na indústria para atribuir cor vermelha aos alimentos.

O pigmento dos azocorantes está associado diretamente à ocorrência de ligações duplas conjugadas na cadeia. Na molécula do alaranjado de metila, por exemplo, existem ligações duplas conjugadas no primeiro anel benzênico, que se conjuga com as ligações duplas do grupo azo, que, por sua vez, se conjuga com as ligações duplas do segundo anel benzênico da cadeia, que, por fim, se conjuga com as ligações duplas do grupo SO₃ no final da molécula.

Os azocorantes apresentam algumas vantagens com relação aos naturais por serem mais estáveis diante de algumas variáveis, como luz, pH e temperatura, além de proverem um maior espectro de cores e serem mais viáveis economicamente.

Fonte:http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/azocorantes/

Vídeo Aula #147: Ligações Químicas - A Ligação Covalente

Teoria das Colisões

Proposta pelos químicos Max Trautz e William Lewis no ínicio do século XX, a Teoria das Colisões defende que, para que ocorra uma reação química, as moléculas reagentes devem ser postas em contato por meio de uma colisão. Tal teoria se aplica a reações que ocorrem em fase gasosa.

A colisão das partículas, também chamado de choque efetivo, deve ser bem orientada, permitindo uma perfeita interação entre as mesmas. Mas, nem sempre, a colisão por si só é o bastante para desencadear a reação, é preciso, ainda, que as partículas postas em choque tenham uma quantidade mínima de energia para romper as ligações químicas  já existentes e formar novas substâncias. Existem situações em que milhões de colisões acontecem, mas, como a quantidade de energia é insuficiente, não há uma reação química. Essa quantidade mínima de energia é denominada energia de ativação.

No dado instante em que ocorre o choque efetivo é formada uma estrutura chamada complexo ativado. Trata-se de uma fase de transição, em que, já existe uma interação entre os reagentes, porém, os produtos ainda não foram formados. A energia de ativação é necessária para originar o complexo ativado, logo, se não houver a formação dessa espécie química a reação também não ocorre.

De acordo com a teoria das colisões, quanto maior for a frequência de choques efetivos, maior é a velocidade da reação. Isso porque, um número maior de colisões aumenta a probabilidade de formação do complexo ativado, que, por sua vez, permite que ocorra a reação.

A velocidade da reação depende, também, da quantidade de energia de ativação. Quanto maior for a energia de ativação, mais lenta será a reação, pois, essa “barreira” muito grande de energia dificultará a formação do complexo ativado. Por outro, se a energia de ativação é baixa, maior será o número de choques efetivos e mais rápida será a reação química.

É comum haver alguma confusão entre a teoria das colisões e a teoria do complexo ativado. Essas teorias compartilham diversos conceitos, no entanto, a primeira se aplica a reações em estado gasoso, ao passo que a segunda é proposta para reações tanto em estado gasoso quanto em soluções. Ambas foram elaboradas a fim de facilitar a compreensão dos parâmetros de Arrehenius.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/teoria-das-colisoes/