Já é possível misturar água e óleo...

Foi graças a um catalisador, e à consequente aceleração química da mistura, que investigadores da Universidade de Oklahoma conseguiram juntar água e azeite. Daniel Resasco, professor de Engenharia de Materiais Químicos e Biológicos da Universidade de Oklahoma, garante que isto nunca tinha sido feito.

Esta investigação permite avançar com as técnicas de refinamento de combustíveis. “Os combustíveis comuns só contêm componentes hidrofóbicos e os biocombustíveis contêm compostos oxigenados como os aldeído, álcoois e ácidos que são muito solúveis em água”, explica Daniel Resasco, um dos autores do estudo ao El Mundo.
“A novidade é que estas nanopartículas que temos desenvolvido são capazes não só de estabilizar emulsões de água e azeite como também de catalisar reacções”, adiantou o cientista. Ler o resto da notícia. (Retirado de CiênciaHoje, 6 de Janeiro de 2010)

Química e Arte!!

Quando a ciência se confunde com a arte...a beleza do mundo microscópio

Glicina, ácido tartárico e resorcinol (40x) (Edy Kieser)

Soda cáustica cristalizada (40x) (Loes Modderman)

NANOPUTIANOS!!!

Há já algum tempo referimos que uma das tarefas a que os químicos orgânicos se dedicam é à síntese de novos compostos. Na altura dissemos que são vários os objectivos que podem motivar a escolha das moléculas a sintetizar:

i) A obtenção de grandes quantidades de compostos que são muito raros na natureza.
ii) Disponibilizar compostos que não ocorrem naturalmente, mas que têm propriedades físicas ou químicas que os tornam muito úteis (plásticos, medicamentos, detergentes...).
iii) Síntese de compostos desconhecidos para estudar as suas propriedades ou testar uma dada teoria.
iv) Puro desfio intelectual – para fabricar compostos que a teoria prevê que não podem existir, que ninguém conseguiu ainda sintetizar ou que têm características estruturais únicas.

Pensamos que o trabalho seguinte se pode incluir nesta última categoria. A principal motivação é o facto dos compostos terem características estruturais únicas, mas com algum sentido de humor... A idéia foi sintetizar moléculas antropomórficas, ou seja, com estruturas que lembrassem o corpo humano. O conjunto de moléculas foi designado, pelos seus criadores, por Nanoputianos e o trabalho foi publicado em 2003 no Journal of Organic Chemistry:

Os gelados e a sua complexa estrutura.

Quimica irresistível (http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br)

 Muitas vezes já comeu gelados certamente. São deliciosos! Mas alguma vez pensou na estrutura destes? Vamos então falar um pouco sobre ela.

 A estrutura de um gelado pode ser descrita como uma espuma (dispersão de bolhas gasosas num sólido ou líquido) parcialmente congelada, em que, além das bolhas de gás, estão dispersos na fase contínua cristais de gelo e glóbulos de gordura. A fase continua é uma solução muito concentrada de açúcar, que não está congelada.

A maior parte do volume do gelado corresponde aos cristais de gelo e bolhas de gás, e a textura que percepcionamos quando o comemos depende principalmente do tamanho dos cristais e das bolhas. Para se obter um gelado com qualidade, com uma textura agradável e cremosa, é importante criar uma microestrutura fina. Assim, muita da técnica envolvida na produção de um bom gelado envolve a formação de cristais de gelo tão pequenos quanto possível e a introdução de gás (geralmente ar).

Estrutura de um gelado – imagem obtida por microscopia eletrónica de varrimento. Devido à reduzida dimensão dos glóbulos de gordura estes não são visíveis com esta ampliação. (Figura adaptada de:  Clarke, "The Physics of Ice Cream" Physics Education,2003, 38(3) )

A água líquida passa a gelo a 0ºC. A presença do açúcar faz com que esta temperatura baixe, e ela será tanto menor quanto maior a concentração de açúcar. Este tem um papel importante na textura dos gelados e por isso eles são tão doces. Quando se congela o preparado, e o açúcar existe na proporção adequada, os primeiros cristais de gelo formam-se a cerca de -2ºC. Isto faz com que a solução de açúcar fique mais concentrada e baixe a temperatura a que se formem novos cristais. Depois, a solução com açúcar vai ficando cada vez mais concentrada e viscosa, dificultando a formação de novos cristais. Quando se atinge a temperatura a que é servido o gelado, -15ª a -18ºC, ainda resta uma certa quantidade de água líquida, na forma de um xarope viscoso. Sem este, o gelado seria demasiado duro.

 O tamanho dos cristais de gelo que se formam neste processo é fundamental para a textura, e depende da velocidade de arrefecimento do gelado e da sua agitação. Se o arrefecimento for muito lento, e mais ainda se não houver agitação, formam-se cristais grandes. Para se obterem cristais pequenos, o arrefecimento tem de ser rápido e com muita agitação.

A introdução de ar no preparado do gelado, à medida que congela, também  fndamental. Este vai formar minúsculas bolhas, que ficam retidas no preparaddo cada vez mais espesso, obtendo-se assim uma espuma e consequentemente um gelado mais leve. 

Os glóbulos de gordura (muito mais pequenos do que os cristais de gelo) também têm um papel muito importante já que se vão colocar em volta das bolhas de ar formando uma estrutura que as estabiliza. 

Fazer bons gelados não é fácil, já que os processos envolvidos são complexos. No entanto  tem sido realizada muita investigação sobre estes e o conhecimento adquirido permite que possamos desfrutar de gelados cada vez melhores.

Já aqui falámos de gelados feitos com azoto líquido e das vantagens deste processo. O azoto líquido ao originar uma arrefecimento muito rápido leva a que se formem pequenos cristais de gelo, como referimos. Por outro lado, nesse processo o azoto passa a gás, e parte dele fica retido no preparado do gelado, formando minúsculas bolhas, e obtendo-se assim uma espuma e consequentemente um gelado mais leve.

Curiosidade - Batata frita no micoondas

O funcionamento do forno de micro-ondas baseia-se na agitação em “vai e vém” das moléculas polares – como é o caso da água. As micro-ondas são ondas electromagnéticas que oscilam com frequências muito elevadas, quando estas penetram no interior de materiais que contêm moléculas polares, estas oscilam, sofrendo colisões e transformando em calor a energia que recebem das ondas. Como a molécula de água é polar, tudo o que na sua constituição contiver água líquida - como a maioria dos alimentos - aquece com muita eficiência no micro-ondas. Por isso os alimentos cozinham no microondas mas o prato de vidro onde se encontram poderia permanecer frio (de facto isso só não acontece, porque o prato está em contacto térmico com os alimentos e portanto aquece à medida que os alimentos aquecem).

As moléculas de água aquecidas, passam a vapor e libertam-se – por isso a comida no micro-ondas tende a secar mais.  Isto é tido em conta, por exemplo, quando se cobrem os alimentos que se aquecem. Mas este facto também pode ser explorado a nosso favor, é o que acontece quando se fazem batatas “fritas” no micro-ondas. 

As batatas cortadas em rodelas finas vão secar e ficar estaladiças. Quando já existe pouca água, a temperatura sobe e vão ocorrer algumas reacções de Maillard que fazem com que as batatas fiquem coradas. 

Atividade 3ºano!!!

Qual é a fórmula molecular da estrutura?

Representação de moléculas orgânicas!

Criatividade Química!!!

CURIOSIDADE!!!!

CURIOSIDADE

Tecidos - 8º ano

Principais Tecidos do Corpo Humano

No nosso corpo, existem muitos tipos de células, com diferentes formas e funções. As células estão organizadas em grupos, que “trabalhando” de maneira integrada, desempenham, juntos, uma determinada função. Esses grupos de células são os tecidos.

Os tecidos do corpo humano podem ser classificados em quatro grupos principais: tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular e tecido nervoso.

ü Tecido epitelial

As células do tecido epitelial ficam muito próximas umas das outras e quase não há substâncias preenchendo espaço entre elas. Esse tipo de tecido tem como principal função revestir e proteger o corpo. Forma a epiderme, a camada mais externa da pele, e internamente, reveste órgãos como a boca e o estômago.

O tecido epitelial também forma as glândulas – estruturas compostas de uma ou mais células que fabricam, no nosso corpo, certos tipos de substâncias como hormônios, sucos digestivos, lágrima e suor.

ü Tecido conjuntivo

As células do tecido conjuntivo são afastadas umas das outras, e o espaço entre elas é preenchido pela substância intercelular. A principal função do tecido conjuntivo é unir e sustentar os órgãos do corpo.

Esse tipo de tecido apresenta diversos grupos celulares que possuem características próprias. Por essa razão, ele é subdividido em outros tipos de tecidos. São eles: tecido adiposo, tecido cartilaginoso, tecido ósseo, tecido sanguíneo.

O tecido adiposo é formado por adipócitos, isto é, células que armazenam gordura. Esse tecido encontra-se abaixo da pele, formando o panículo adiposo, e também está disposto em volta de alguns órgãos. As funções desse tecido são: fornecer energia para o corpo; atuar como isolante térmico, diminuindo a perda de calor do corpo para o ambiente; oferecer proteção contra choques mecânicos (pancadas, por exemplo).

Tecido cartilaginoso forma as cartilagens do nariz, da orelha, da traquéia e está presente nas articulações da maioria dos ossos. É um tecido resistente, mas flexível.

O tecido ósseo forma os ossos. A sua rigidez (dureza) deve-se à impregnação de sais de cálcio na substância intercelular.

O esqueleto humano é uma estrutura articulada, formada por 206 ossos. Apesar de os ossos serem rígidos, o esqueleto é flexível, permitindo amplos movimentos ao corpo graças a ação muscular.

O tecido sangüíneo constitui o sangue, tecido líquido. É formado por diferentes tipos de células como:

Os glóbulos vermelhos ou hemácias, que transportam oxigênio;

Os glóbulos brancos ou leucócitos, que atuam na defesa do corpo contra microrganismos invasores;

Fragmentos (pedaços) de células, como é o caso das plaquetas, que atuam na coagulação do sangue.

A substância intercelular do tecido sanguíneo é o plasma, constituído principalmente por água, responsável pelo transporte de nutrientes e de outras substâncias para todas as células

ü Tecido muscular

As células do tecido muscular são denominadas fibras musculares e possuem a capacidade de se contrair e alongar. A essa propriedade chamamos contratilidade. Essas células têm o formato alongado e promovem a contração muscular, o que permite os diversos movimentos do corpo.

O tecido muscular pode ser de três tipos: tecido muscular liso, tecido muscular estriado esquelético e tecido muscular estriado cardíaco.

O tecido muscular liso apresenta uma contração lenta e involuntária, ou seja, não depende da vontade do indivíduo. Forma a musculatura dos órgãos internos, como a bexiga, estômago, intestino e vasos sangüíneos.

O tecido muscular estriado esquelético apresenta uma contração rápida e voluntária. Está ligado aos ossos e atua na movimentação do corpo.

ü Tecido nervoso

As células do tecido nervoso são denominadas neurônios, que são capazes de receber estímulos e conduzir a informação para outras células através do impulso nervoso.

Os neurônios têm forma estrelada e são células especializadas. Além deles, o tecido nervoso também apresenta outros tipos de células, como as células da glia, cuja função é nutrir, sustentar e proteger os neurônios. O tecido é encontrado nos órgãos do sistema nervoso como o cérebro e a medula espinhal.

Daniel - Químico!

QUALIDADE DE ÁGUA – RESPONSABILIDADE TÉCNICA

O artigo art. 27 da Lei n.º 2.800/56, estabelece:

“Art. 27: As firmas individuais de profissionais e as demais firmas, coletivas ou não, sociedades, associações, companhias e empresa em geral, e suas filiais, que explorem serviços para os quais são necessárias atividades de químico, especificadas no decreto-lei n° 5.542, de 01 de maio de 1943 – Consolidação das Leis do Trabalho (ver abaixo), - ou nesta lei, deverão provar perante os Conselhos Regionais de Química que essas atividades são exercidas por profissional habilitado e registrado.”

Decreto-Lei n.º 5.452/43 – CLT – dispõe no artigo 341 da CLT:

“Art. 341: Cabe aos químicos habilitados, conforme estabelece o artigo 325, alíneas “a”e “b”, a execução de todos os serviços que, não especificados no presente regulamento, exijam por sua natureza o conhecimento de química”.

E se apoiando no Decreto n.º 85.877 de 07.04.81, que estabelece normas para execução da Lei n.º 2800/56, sobre o exercício da profissão do químico, o art. 2º, inciso III, dispõe:

“Art. 2°: São privativos do químico:

III – tratamento, em que se empreguem reações químicas controladas e operações unitárias de águas para fins potáveis, indústrias ou piscinas públicas e coletivas, esgotos sanitários e de rejeitos urbanos e industriais;

Cabe, asseverar que o Decreto supra, tem a intenção de regulamentar as funções próprias do Conselho Regional de Química, ou seja, regulamentar atos praticados pelo CRQ-XIII no exercício do poder de polícia.

Portanto, o Decreto acima citado veio abranger a totalidade das relações da Lei que ela regulamenta (lei 2800/56), de modo a ser aplicada, com flexibilidade correspondente, às mutações dos fatos das quais as relações da área química resultam.

Assim, em momento algum o Decreto 85.877/81, extrapolou sua função de regulamentar em prejuízo da prática de atos outros, meramente administrativos, também tendentes a efetivar o cumprimento e o respeito das prescrições legais.

Então, os Conselhos Regionais de Química (CRQ’s) tem exigido dos clubes, praças e esporte, hotéis, condomínios e similares, que façam prova de que o tratamento das águas de suas piscinas é feito por profissional químico legalmente habilitado e registrado no CRQ.

Os Conselhos Regionais de Química na qualidade de fiscalizadores na profissão, têm entre suas finalidades, a de garantir o bem estar da sociedade. Com base nesse mister os Conselhos de Química intensificam a sua fiscalização a fim de proporcionar a garantia de que as águas a serem utilizadas em quaisquer piscina de uso público ou coletivo, tenham características tais que não ponham em perigo a saúde dos usuários, através de laudos emitidos por profissional químico legalmente habilitado. Mais ainda que assegurem a não veiculação hídrica de algum germe que eventualmente algum banhista seja portador.

Sabe-se que cada banhista adulto pode introduzir a água até 4.000 bactérias, do que se conclui que o indivíduo ao mergulhar a cabeça em uma piscina expõe as mucosas oculares, auditivas e nasofaringeanas a água contaminada, podendo desta forma contrair doenças como faringites, amigdalite, conjuntivites, traqueítes, otites, sinusites e renites, além de infecções cutâneas, furunculoses e eczemas, etc.

Tendo assim, os Conselhos como finalidade precípua garantir a comunidade produtos e serviços elaborados e prestados por profissionais habilitados de forma técnica e legal, e com qualidade assegurada, pois vivenciamos uma época que não mais se admite improvisação, principalmente em se tratando de saúde pública.

Presume-se, portanto, que as águas das piscinas devem possuir características similares aquelas destinadas ao abastecimento público e é de se exigir para essas águas, qualidades cujos índices variam dentro de limites mais estreitos do que comumente é exigido para as águas de uso doméstico.

Assim, por exemplo:

a) A cor e a turbidez devem ser inferiores aos limites estabelecidos pelos padrões de potabilidade, a fim de facilitar a ação de desinfecção pelo cloro, além de prevenir acidentes e tornar a água mais atrativa esteticamente.

b) Tendo em vista a possibilidade de contaminação das águas das piscinas por pessoas doentes o que viria a afetar os demais banhistas é de se recomendar um teor de cloro residual capaz de garantir a proteção contra tais eventuais contaminações (geralmente maior do que 0,3 até 1,5 mg/L de cloro residual livre).

c) O pH deve ser controlado para faixa de 7,2 a 7,8. Valores de pH menores do que 7,2 proporcionam à água características irritantes para as mucosas oculares; por outro lado, acima de 7,8 a ação bacteriana e até mesmo algicida do cloro, e bastante reduzida.

Também, devem ser evitadas condições em que possa ocorrer desenvolvimento de algas capazes de provocar odores nas águas, cria-lhes condições estéticas desagradáveis com formação de película de limo nas paredes das piscinas. Para tanto é realizada a utilização de sulfato de cobre, de ação algicida e cuja dosagem deve ser rigorosa, de vez que este produto químico tem características de grande toxidade.

Assim é que há de se exigir, no tratamento químico das águas de piscinas, a presença do Profissional da Química, a fim de que sejam efetivadas as reações químicas e operações unitárias dos reagentes adequados à purificação de tais águas, de modo assegurar a proteção à saúde dos banhistas, que confiam na integridade de consciência dos responsáveis pelos estabelecimentos (hotéis, clubes, academias, condomínios, etc, que administram os elementos fundamentais de seu lazer.

Do exposto concluímos que a legislação que estabelece as atribuições do profissional da química é de clareza meridiana. Não há sobreposição de atribuições quando se empregam reações químicas controladas e operações unitárias para o tratamento de água. O divisor está claramente definido e não pode haver dúvida ou dupla interpretação.

Se no tratamento de água de piscina são utilizadas reações químicas controladas e operações unitárias somente o profissional da química pode se responsabilizar pelo processo – É competência exclusiva do Químico. Não pode ser delegada tal responsabilidade a qualquer outro profissional.

Neste sentido, cabe a definição do que consistem reações químicas controladas e operações unitárias e quais as principais, utilizadas normalmente no tratamento de águas:

“Reações químicas controladas são aquelas reações que o profissional da química provoca através da mistura de determinada quantidade de dois ou mais compostos gerando dois ou mais produtos em quantidade previamente definida, ou seja, o profissional utilizando-se de determinados reagentes mistura-os objetivando com isso alcançar um determinado produto ou efeito. A reação é controlada porque pode ser interrompida e até mesmo revertida utilizando-se de parâmetros que controlam a reação.

Por exemplo a clarificação da água através da hidrólise com sulfato de alumínio é uma reação controlada, utilizada na imensa maioria de piscinas com o fim de remover as impurezas em suspensão tais como, partículas e até microorganismo. A reação química é controlada através de parâmetros como o pH (potencial hidrogeniônico) e o índice de acidez da água. Os profissionais da química sabem que esta reação somente ocorre quando o ponto isoelétrico da reação é atingido. No caso do sulfato de alumínio o pH ideal é o do ponto onde ocorre o equilíbrio de cargas elétricas (ponto isoelétrico) geralmente este ocorre quando é alcançado na faixa de pH entre 6 e 7,8. Se o operador desejar parar a reação, basta baixar ou alterar este ponto isoelétrico.

A reação é a que segue:

Al₂(SO₄)₃ = Sulfato de alumínio, produto largamente utilizado no tratamento de águas e na indústria de papel.

H₂O = Água

Al(OH)₃ = Hidróxido de alumínio, produto que forma o floco e que através da decantação deste floco clarifica a água, uma que este floco através de cargas elétricas tem a propriedade de reter partículas inclusive as de natureza coloidal. No percurso até o fundo das piscinas ou decantador este floco lentamente vai agregando as partículas, aumentando seu peso e conseqüentemente precipitando ao fundo. Uma vez no fundo é removido através da aspiração e da operação unitária da indústria química conhecida como filtração.

H₂SO₄ = Ácido Sulfúrico

Al(SO₄)₃ + 6 H₂O –> 2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄

O acido sulfúrico em água dissocia-se liberando o próton hidrogeniônico (H⁺) com isto o pH diminui e por esta razão faz-se uso de outra reação química controlada como a neutralização com barrilha ou carbonato de sódio:

H₂SO₄ + Na₂CO₃ –> Na₂SO₄ + H₂CO₃

O ácido carbônico formado nesta reação dissocia-se em água e gás carbônico de acordo com a seguinte reação:

H₂CO₃ –> H₂O + CO₂

Assim o pH atinge o ponto neutro (em torno de 7) que é o ideal e desta forma não provoca irritação na mucosa dos usuários.

A título ainda de exemplo relacionamos outros tipos de reações químicas controladas que ocorrem no tratamento de água de piscina:

O cloro dosado na forma de gás ou na forma de sal hipoclorito de cálcio, ou ainda em solução no caso do hipoclorito de sódio, quando lançado na água reage da seguinte forma:

Cl₂ + H₂O –> HCl + HClO

O ácido hipocloroso formado, por sua vez em meio aquoso, libera mais oxigênio e formando mais ácido clorídrico :

HClO –> HCl + ½ O₂

Está bem demonstrado que a ação bactericida, algicida, fungicida e oxidante do cloro é devida primariamente, à formação do ácido hipocloroso, dependendo sua maior ou menor eficiência desta reação.

O íon hipoclorito é de pequeno tamanho, atravessando em geral com facilidade as membranas das células dos microorganismos reagindo quimicamente com o conteúdo plasmático das células. O íon hipoclorito caracteriza-se ainda, pela sua instabilidade, podendo desdobrar-se, dando origem ao oxigênio ativo ao cloro, o que lhe dá alta capacidade oxidante:

2 ClO –> Cl₂ + 2 O

No caso do emprego de hipoclorito de Sódio ou de Cálcio, os cátions não interferem, mantendo-se os poderes oxidantes do cloro e do oxigênio, mas ocorrendo também outras reações no meio aquoso.

Se a água contiver compostos amoniacais (como urina, por exemplo) serão formadas as cloroaminas (compostos resultantes da reação do cloro com a urina) tais compostos são denominados, para o tratamento, como compostos de cloro combinado.

Cabe definir também o que são operações unitárias, termos que o legislador sabiamente utilizou em conjunto com reações químicas controladas para definir a responsabilidade técnica pelo tratamento de águas (inclusive piscinas) como privativa dos químicos.

“Operações Unitárias são fundamentalmente operações físicas, embora possam envolver excepcionalmente reações químicas, como acontece na absorção de gases ácidos em soluções alcalinas. Entre muitas outras finalidades, as operações unitárias visam reduzir o tamanho dos sólidos a processar, transportá-los, separar componentes de misturas ou aquecer e resfriar sólidos e fluidos. São exemplos: o britamento, a filtração, a secagem, a evaporação, decantação, a destilação, a absorção e a extração (Operações Unitárias, 1º vol. Operações Com Sistemas Sólidos Granulares, Reynaldo Gomide)”.

Nesse sentido, as operações unitárias mais utilizadas no tratamento de águas de piscinas são:

- A Filtração: Operação unitária realizada pelo elemento filtrante, a torta filtrante, e contidos pelo corpo do filtro. Somente um profissional da química tem competência técnica e atribuição legal para dimensionar corretamente um filtro. Cada piscina exige, de acordo com seu volume, um filtro diferente e o principal parâmetro de controle é definido pela taxa de aplicação que exprime o volume d’ água que deve passar por unidade de área por período de tempo; em geral, define-se taxa de aplicação em metros cúbicos por metros quadrados por dia (m³/m².dia). A correta definição deste parâmetro norteará também o adequado dimensionamento da bomba de sucção. Da sucção da bomba depende a taxa de aplicação do filtro. A capacidade de sucção é expressa em metros cúbicos por unidade de tempo, no caso pode ser hora (m³/h) ou litros por segundo (L/s).

- Outra operação unitária da indústria química largamente utilizada no tratamento de água é a decantação, ou seja, conforme já mencionada o floco precipita-se ao fundo, transformando a piscina em um equipamento bastante conhecido pelos profissionais da química chamado decantador. Nestes dois parâmetros são importantes além da já referida taxa de aplicação em m³/m².dia e tempo de residência, ou seja o tempo que o filtro deve permanecer desligado para que todo o floco venha a se depositar no fundo, sendo assim removido através da aspiração do fundo. Se o filtro for ligado antes da completa decantação do floco, o turbilhonamento provocado pelo filtro poderá quebrar o floco e liberar as partículas nele aprisionadas, vindo, por conseguinte sujar novamente a água, além de provocar danos no filtro.

Portanto reações químicas controladas e operações unitárias da indústria química são largamente utilizadas pelos profissionais da química no tratamento de águas. Desta forma, para o adequado tratamento de água de piscinas, como as mantidas pelos Condomínios, hotéis, clubes, academias, etc., é imprescindível tal conhecimento técnico ser aplicado por um profissional químico habilitado.