Estados físicos da matéria Sólido, líquido e gasoso

Sólido, Líquido e Gás. Todos conhecemos os estados físicos da matéria. Mas o que acontece com a substância que faz com que seu estado físico se altere? Por que o comportamento diferente de algumas substâncias?

Sabemos que as substâncias são formadas por moléculas. Uma simples gota de água possui milhões e milhões de moléculas de água. Desta forma, uma pequena amostra de uma substância pode ser entendida como um amontoado de moléculas dessa substância perto umas das outras. A distância entre as moléculas, ou o quão perto uma estará da outra é que determina seu estado físico.

Quanto mais perto as moléculas se encontrarem, podemos dizer que mais "sólida" a substância será. À medida que as moléculas se distanciam a substância vai se tornando líquida e, distanciando-se ainda mais, torna-se um gás. Entendendo como isso funciona, fica fácil entender as mudanças de estado físico causadas pela mudança de temperatura.





Primeiramente vamos relembrar que, quando uma substância no estado sólido, torna-se líquida, quando um líquido torna-se gás, ou vice-versa, dizemos que houve uma mudança de estado físico. Uma substância pode sofrer dois tipos de transformação: quando ela se transforma em outra substância, diferente da primeira, dizemos que ocorreu uma transformação química; quando ela sofre uma alteração mas continua sendo a mesma substância, dizemos que ocorreu uma transfomação física.

Assim, quando pegamos um pedaço de gelo e deixamos que ele derreta, transformamos água sólida em água líquida. Como não houve nenhuma modificação na substância (que continua sendo água), a transformação é física.

Então, uma mudança de estado físico pode - e deve -ser entendida como uma transformação física que altera a distância entre as moléculas, que modifica a forma com que estão distribuídas na amostra. Pensando dessa forma, conseguimos facilmente entender algumas coisas:

Por que ao aquecermos um sólido ele derrete?
Como vimos, uma substância no estado sólido tem suas moléculas mais próximas umas das outras, mais "aglomeradas". Quando aquecemos uma substância estamos aumentando a energia cinética das moléculas, fazendo com que elas fiquem mais agitadas.

Pense no seguinte exemplo: um grupo de vinte pessoas é colocado em pé em um canto de uma sala. Se as pessoas estiverem paradas ou se movimentando muito discretamente, é perfeitamente possível deixá-las próximas, ocupando pouco espaço. Imagine agora que começe a tocar uma música e as pessoas começem a dançar. Inevitavelmente elas começarão a se chocar e, naturalmente, começarão a ocupar mais espaço e aumentar a distância entre elas.

Com as moléculas, o efeito será o mesmo. Com o aumento da agitação, causado pelo aumento da energia cinética (aquecimento), elas começam a se chocar e a se distanciar mais umas das outras. Quando essa distância atingir um ponto crítico, a substância, antes sólida, torna-se líquida, pelo simples fato de sua distância intermolecular ter aumentado. Perceba que se continuarmos a aumentar a energia cinética, as moléculas ficarão mais e mais agitadas ocupando cada vez mais espaço e distanciando-se cada vez mais uma das outras, o que explica porque um líquido torna-se um gás.

Por que um sólido quando aquecido dilata?
Compreendendo o efeito que o aumento de energia cinética causa nas moléculas - choque e distanciamento - fica fácil compreender porque o sólido se dilata. À medida que a energia da molécula aumenta, ela começa a se chocar nas moléculas vizinhas que por sua vez começa também a ficar mais agitada e se chocará em outra. Se você imaginar uma fila de moléculas perceberá que, quando começarmos a agitar a primeira da fila, esta empurrará a segunda que empurrará a terceira e assim por diante. Quando a fila toda estiver mais agitada (quente) é intuitivo imaginar que a fila estará mais comprida. Isto explica não só a dilatação e contração dos sólidos como também a propagação do calor.

Mas por que a água não se contrai quando congela?
Algum leitor deve ter feito essa pergunta, ao ler a explicação sobre distância e estado físico. Se um sólido tem distância intermolecular menor que um líquido e este tem distância menor que um gás, é bastante lógico imaginar que a mesma quantidade de moléculas de uma substância gasosa ocupa mais espaço do que se transformarmos essa substância em líquido e que um líquido deve ocupar mais espaço que um sólido.

Isso é verdade, tanto é que utilizamos esse conceito para explicar a dilatação e as próprias mudanças de estado. Porém, isso não acontece com a água líquida e sólida. Muita gente já esqueceu uma garrafa com água no congelador e, quando se lembrou, teve a ingrata surpresa de encontrar a garrafa quebrada. Isso ocorre porque a água, ao congelar, ao invés de se contrair, dilata-se.

Geometria da molécula da água
Quem nunca teve essa experiência, não precisa realizá-la para comprovar o que estamos dizendo. Basta pensar no fato de o gelo flutuar na água. Quando congelada, a água se dilata aumentando seu volume. O aumento de volume causa uma diminuição da densidade, fazendo com que o gelo seja menos denso que a água líquida e flutue.

Isso acontece por causa da geometria da molécula da água. As famosas moléculas H2O têm um formato angular e, quando diminuimos sua agitação molecular (resfriamos), elas começam a se agrupar em um formato muito especial, devido à geometria e à atração entre as moléculas, formado cristais que ocupam mais espaço do que as mesmas moléculas ocupariam se estivessem soltas.

Para entender isso, vamos a outra analogia: pense em algumas crianças andando livremente de braços abertos. Imagine agora que elas resolvam se dar as mãos. Você consegue visualizar que elas ocupam menos espaço quando estavam andando do que quando de mão dadas, já que a "roda" formada tem um grande espaço vazio dentro? É o que acontece com a água.



Se tudo o que foi dito é transformação ou fenômeno físico, o que este texto faz na parte de química? Esta dúvida não é acadêmica, mas pode ter surgido quando você leu o texto acima. Lembre-se que, para a química, as interações entre as moléculas são muito importantes. Você verá que a forma com que uma substância se apresenta pode ser determinante em vários aspectos das reações e que essas formas podem ser características das ligações atômicas existentes nas moléculas. Calma, este é um conceito que iremos tornar mais preciso em vários outros temas, por isso ele está na química.
* Fábio Rendelucci é profesor de física e química e diretor do cursinho COC-Universitário, de Santos (SP)

Ácidos Carboxílicos

Alunos Online

Possui a presença do grupo funcional carboxila ligado à cadeia carbônica

Ácidos carboxílicos se caracterizam pela presença do grupo funcional carboxila (- COOH) ligado à cadeia carbônica.



R = radical representando cadeia de hidrocarbonetos.

Os ácidos carboxílicos podem se classificar de acordo com o número de grupos funcionais.

Ácido monocarboxílico: presença de apenas um grupo – COOH;
Exemplo:



Ácido dicarboxílico: se caracteriza pela presença de dois grupos – COOH na estrutura;
Exemplo:


Ácido ftálico

E a presença de três – COOH nos leva ao Ácido tricarboxílico.
Exemplo:

Ácido cítrico

Os ácidos carboxílicos também se classificam de acordo com o tipo de cadeia:

Ácido alifático: possui cadeia aberta.
Exemplo:


Ácido pimélico

Ácido aromático: o radical R é substituído por um anel aromático, como no Ácido cítrico.

Aspectos físicos de Ácidos Carboxílicos

Ácidos monocarboxílicos alifáticos com até quatro carbonos são líquidos incolores e solúveis em água. Ácidos carboxílicos com mais de dez carbonos são classificados como ácidos graxos, eles são encontrados em óleos e gorduras, são sólidos insolúveis em água.

Evidências de Reações Químicas

Professor de Matemática e Biologia Antônio Carlos Carneiro Barroso

Colégio Estadual Dinah Gonçalves

email accbarroso@hotmail.com        

 www.ensinodematemtica.blogspot.com.br

www.accbarrosogestar.blogspot.com.br 

        

Evidências de reações químicas

A ocorrência de uma reação química é indicada pelo aparecimento de novas substâncias (ou pelo menos uma) diferentes das que existiam antes.

Quando as substâncias reagem, às vezes ocorrem fatos bastante visíveis que confirmam a ocorrência da reação e dentre eles, podemos destacar: desprendimento de gás e luz, mudança de coloração e cheiro, formação de precipitados, etc...

As experiências de Evidência de Reações Químicas, fundamenta-se em reações de: síntese ou formação, deslocamento ou simples troca e de dupla troca ou substituição.

Geralmente, estes experimentos são muito rápidos e podem ser realizados em simples tubos de ensaio, sem a necessidade de utilização de controle de temperatura ou tempo da reação, pois, neste apenas verifica-se a ocorrência de reações de um dado reagente reage para com outro.

Mas, vale ressaltar que as observações experimentais ficarão limitadas a: número de fases (homogeniedade ou heterogeniedade), desprendimento de gás, desprendimento de luz, mudança de coloração, mudança de cheiro (liberação de odor) e formação de precipitados.

Citaremos abaixo, 3 (três) exemplos de experimentos para se verificar as Evidências de Reações Químicas:

1. Colocar em um tubo de ensaio 2 ml de solução de sulfato de cobre II e juntar 2 ml de solução de cloreto de bário.

2. Colocar em um tubo de ensaio 2 ml de solução de cloreto de ferro III e adicionar uma gota de ferrocianeto de potássio.

3. Colocar uma pequena porção de zinco em pó em um tubo de ensaio e acrescentar 3 ml de ácido clorídrico 10%. Aproximar da boca do tubo de ensaio uma chama de um palito de fósforo.


Considerações quanto ao procedimento de Evidências de Reações Químicas

Teste 1: ocorre reação de dupla troca ou substituição com o nitrato de bário, formando o nitrato de cobre e o sulfato de bário. A solução adquire uma coloração azul claro (aspecto leitoso).

Teste 2: ao se adicionar uma gota de ferrocianeto de potássio ao cloreto de ferro III (ambos tinham coloração amarela) a solução adquire cor azul, sem formação de precipitados. A reação é de deslocamento.

Teste 3: a reação do zinco em pó com o ácido clorídrico, resulta em uma reação de simples troca ou deslocamento, com a liberação do gás hidrogênio (H2) da reação dos produtos, este gás é inflamável.


Conceito de Reações Químicas

Uma reação química ocorre quando certas substâncias se transformam em outras. Para que isso possa acontecer, a ligação entre átomos e moléculas devem ser rompidas e devem ser restabelecidas de outra maneira.

Como estas ligações podem ser muito fortes, energia, geralmente na forma de calor, é necessária para iniciar a reação. As novas substâncias possuem propriedades diferentes das substâncias originais (reagentes).

Como a ocorrência de uma reação química é indicada pelo aparecimento de novas substâncias (ou pelo menos uma) diferentes das que existiam antes, quando as substâncias reagem, às vezes ocorrem fatos bastante visíveis que confirmam a ocorrência da reação e dentre eles, podemos destacar: desprendimento de gás e luz, mudança de coloração e cheiro, formação de precipitados, etc...

As reações químicas não ocorrem somente nos laboratórios, mas, em toda a parte e a todo momento. Oxidação e redução são exemplos destes tipos de reações que ocorrem em nosso dia-a-dia.


Equação Química

A equação química é a forma de se descrever uma reação química. Símbolos e números são utilizados para descrever os nomes e as proporções das diferentes substâncias que entram nestas reações. Os reagentes são mostrados no lado esquerdo da equação e os produtos no lado direito. Não é criada e nem destruída matéria em uma reação, os átomos somente são reorganizados de forma diferente, por isso, uma equação química deve ser balanceada: o número de átomos na esquerda precisa ser igual o número de átomos da direita.

Exemplo de uma Equação Química não equilibrada:

H2 + Cl2 = HCl

Exemplo de uma Equação Química equilibrada:

H2 + Cl2 = 2HCl


Oxidação e Redução

Oxidação e redução são exemplos destes tipos de reações que ocorrem em nosso dia-a-dia.

A oxidação pode ocorrer em três circunstâncias: quando se adiciona oxigênio a substância, quando uma substância perde hidrogênio ou quando a substância perde elétrons. Quando o magnésio queima no ar, o metal se transforma em cinza à medida que vai ganhando oxigênio e se torna oxidado. Essa cinza é o óxido de magnésio.

A redução, por sua vez, é o inverso e ocorre também de três maneiras: quando uma substância perde oxigênio, quando ganha hidrogênio ou quando ganha elétrons. Quando o Óxido de Cobre (negro) é colocado em aparelhagem apropriada (câmara) para redução do Óxido de Cobre, o Gás Hidrogênio entra em contato com o Óxido de Cobre super aquecido e como resultado ele perde oxigênio e vai aos poucos tornando-se rosa, pois, está sendo reduzido a Cobre.


Reação Redox

Sabe-se que oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química. Esse fenômeno recebe o nome de reação redox (ou de oxirredução). Algumas dessas reações são muito úteis para a indústria. O ferro, por exemplo, é extraido pela combinação do minério de ferro com o monóxido de carbono, num alto-forno. Nessa reação, o minério perde oxigênio para formar o ferro e o CO recebe oxigênio para formar o CO2. A ferrugem é um dos resultados de uma reação redox, na qual o ferro se oxida e forma o óxido de ferro (ferrugem), e o oxigênio do ar é reduzido.


Ruptura das ligações

As reações químicas podem ser consideradas como conjuntos de quebras e formações de ligações.

Cisão Homolítica: (Homólise)
- Ocorre com substâncias apolares e na presença de Luz, calor ou pressão;
- Quebra a molécula em partes iguais, os chamados Radicais livres, que são instáveis e reativos;
- Exemplo: Cl2 2 Cl

Cisão Heterolítica: (Heterólise)
- Ocorre com substâncias polares e na presença de catalisador ou solvente;
- Quebra a molécula em partes diferentes (eletrófilo e nucleófilo) chamadas Íons;
Exemplo: CH3Cl CH3+(Carbonio) + Cl-

Autoria: Pamela Naomi Fukada

Cobre Ocorrência, obtenção industrial, propriedades e utilização

O cobre é um metal relativamente raro, empregado das mais diversas formas. Foi o primeiro metal a ser usado pelo homem como substituto da pedra, na confecção de armas, ferramentas de trabalho etc. Estudos apontam que o cobre foi utilizado pelos povos que viviam na ilha de Chipre (cujo nome original era Cyprus - e, posteriormente, Cyprium) há mais de 6.500 anos, daí a origem do seu nome, Cuprum. Por essa razão, inclusive, o símbolo desse metal é Cu.

O cobre, em sua forma metálica, apresenta alta durabilidade, boa resistência à corrosão, boa maleabilidade e ductilidade. Essas duas últimas propriedades fazem dele um metal diferenciado, pois, normalmente, os metais resistentes não são maleáveis. Já o cobre pode ser transformado em fios, lâminas, bastões etc.

Essas características (propriedades) são as responsáveis pela larga utilização do cobre, usado em praticamente todas as etapas da evolução humana. Atualmente, o metal se converteu em elemento de primeira necessidade, pois, além de múltiplas aplicações, é o material mais empregado na área da eletricidade.

Chile, Estados Unidos, Canadá, Rússia e Zâmbia são alguns dos países com as minas economicamente mais importantes; e delas saem quantidades enormes de seus minerais, como bornite (Cu5FeS4), calcopirite (CuFeS2), enargite (Cu3As5S4), cuprite (Cu2O), calcosite (Cu2S), covelite (CuS), entre outros. Comercialmente, no entanto, os minerais mais importantes são a calcosite, que possui 79,3% de cobre, e a calcopirite, com 34,5% do metal.

Existem alguns processos de obtenção do cobre na sua forma metálica, mas, geralmente, o minério, depois de extraído, britado e moído, passa por um processo que permitirá, ao final, obter o cobre metálico. A calcosite ou calcosita (Cu2S), que tem em sua composição sulfetos (compostos de enxofre), sofre aquecimento na presença de oxigênio, etapa essa denominada ustulação, e libera o cobre na forma simples. Aqui, o enxofre, preso ao cobre, une-se ao gás oxigênio formando o gás dióxido de enxofre (SO2). Veja a representação da equação química


O metal produzido nesta etapa é o chamado cobre blister (Figuras 1 e 2), com aproximadamente 98,5% de pureza e alguns agregados de enxofre, ferro e outros metais. A partir dessa fase, o blister passa por um processo de refino que o purifica até se tornar um cobre com 99,5% de pureza. Logo depois, o produto é colocado em células eletrolíticas que, ao sofrerem um fluxo de eletricidade, produzem um cobre 99,9% puro.


Figura 1. Tamanho original de um ânodo de cobre blister

Fonte: Recuperação de ouro, prata e cobre de lama anódica proveniente do refino eletrolítico de cobre

Sob essas condições, o cobre se oxida (perde elétrons) nos ânodos para formar íons cúpricos (Cu2+). Esses íons migram em direção aos cátodos, onde são depositados (reduzidos) na forma metálica pura (Cuº). Veja a representação química:






O principal minério do cobre, a calcopirite ou calcopirita (CuFeS2), é submetida a um processo inicial que a transforma em Cu2S, para depois ocorrer o mesmo processo da calcosita.

Figura 2: Produção eletrolítica do cobre - Fonte: Rio Inox

O cobre, como dissemos acima, é largamente utilizado na sua forma pura, principalmente em equipamentos elétricos. Contudo, ele também compõe ligas metálicas bastante empregadas pelo homem. O esquema a seguir (Figura 3) apresenta as ligas de cobre:




Figura 3. Ligas do cobre Fonte: UFPR

A liga composta de cobre e alumínio (10%) é empregada na confecção de embarcações, trocadores de calor, evaporadores etc. Já a liga de cobre e zinco, conhecida como latão, é usada em moedas, medalhas, bijuterias, ferragens, cartuchos etc. O teor de Zn nessa liga é de 4% a 5%, em média.

A liga de bronze, uma das primeiras ligas metálicas confeccionadas pelo homem, é formada pela junção do cobre com o estanho. Aqui, o teor de estanho pode chegar a 20% da composição da liga. Na Antiguidade, ela era usada, principalmente, para confecção de armas, enquanto hoje é utilizada principalmente na confecção de tubos, torneiras, varetas de solda, válvulas, buchas etc.

A liga de cobre e níquel, conhecida como cuproníquel, é composta de 10% a 30% de níquel e é largamente empregada em bijuterias, moedas, lentes de óculos etc. As ligas com teores maiores de níquel apresentam traços de zinco, as alpacas, e pelo fato de parecerem com a prata são utilizadas na confecção de chaves, equipamentos de telecomunicações etc.

O cobre é facilmente - e indefinidamente - reciclado, sem perda de qualidade ou de desempenho, sem diferença entre o material reciclado e obtido da mineradora. No mundo, 35% das necessidades de cobre são obtidas por meio de lixo reciclado (computadores, equipamentos eletrônicos, válvulas e eletrodomésticos).

O cobre é, portanto, um metal importantíssimo, pois permite aplicações diversas: conservação de recursos, redução de resíduos, diminuição dos efeitos nas mudanças climáticas, reciclagem e aumento dos ciclos de vida de diversos produtos. Todas estas qualidades fazem do cobre um metal fundamental para o desenvolvimento econômico da humanidade.

Saiba mais
# BARD, G. N. Recuperação de ouro, prata e cobre de lama anódica proveniente do refino eletrolítico de cobre. I Jornada do Programa de Capacitação Interna, CETEM, 1999.
# CANATA JR, C. L. "Cobre e suas ligas".
# CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm? Para onde vão?. São Paulo, Editora Moderna, 1998.
# ESPERIDIÃO, I. M.; NÓBREGA, O. Os metais e o homem. São Paulo: Editora Ática,1999.
# Instituto Brasileiro do Cobre.

Carbono 14 Como saber a idade das múmias do Egito?

O carbono 14 encontrado no corpo de uma múmia permite determinar a sua idade
É quase impossível que uma pessoa minimamente informada não saiba, nos dias atuais, algo sobre as múmias do antigo Egito. Normalmente, quando se fala na civilização egípcia, já vem à cabeça das pessoas tesouros, mistérios e maldições. Isso é muito potencializado pelos filmes de Hollywood, como "A múmia" e "O retorno da múmia". Essas produções hollywoodianas são exemplos do fascínio que aquela antiga civilização desperta no mundo ocidental. Agora, como é possível saber a idade de uma múmia?

A datação desses fósseis, como as múmias, geralmente é feita por meio do processo da quantificação de um tipo de carbono existente nos corpos dos animais e plantas em geral, o carbono 14. Esse elemento é, na verdade, um isótopo do carbono 12 e do carbono 13.

Cientificamente, significa dizer que o carbono - que tem número atômico fixo 6 (Z=6), o que equivale ao número de prótons do átomo - tem sua massa atômica (massa de prótons e nêutrons juntas) variável, ou seja, ela varia de acordo com as massas. Temos o carbono 12, que representa 98,9% de todo carbono na Terra, o carbono 13, que é encontrado a 1%, e o carbono 14, este em menor quantidade entre os três.

Características do carbono 14
A datação dos fósseis em geral é possível devido à peculiaridade do carbono 14 (C-14) ser radioisótopo ou simplesmente radioativo. Fenômeno que se caracteriza pela emissão de radiação alfa (α), composta por núcleos de hélio (He), radiação beta (β), composta de elétrons, e radiação gama (γ), uma forma de radiação eletromagnética parecida com raios X, porém mais energética.

Esse processo acaba por produzir outro fenômeno relacionado à radiação, o decaimento radioativo, que é o resultado de uma transformação natural de um isótopo de um elemento químico em um isótopo de outro. O processo se dá de modo natural até que a série radioativa alcance um elemento não radioativo. Ou seja, após o processo temos outro tipo de elemento.

O C-14 é produzido por reações nucleares resultantes do bombardeamento de nitrogênio 14 (N-14) por nêutrons presentes nos raios cósmicos na atmosfera. Depois de formado, o C-14, interagindo com gás oxigênio em condições específicas, sofre oxidação e forma o composto CO2, que, por sua vez, acaba circulando pela atmosfera, pela litosfera e pela biosfera.

Os seres vivos recebem o C-14 por meio do alimento e da água, mantendo um nível constante dele no corpo. Enquanto existir vida a porcentagem de C-14 no organismo da planta ou do animal será igual à porcentagem presente na atmosfera. Quando o ser morre, esse equilíbrio é perturbado, pois não há mais o acúmulo de carbono, porém o decaimento radiativo é mantido.

Contudo, essa atividade diminui com o passar do tempo. Após 5.730 anos, ela, que era de 14 desintegrações por minuto para cada grama do carbono (14 dpm/g), passa para 7 dpm/g. Em 11.460 anos ela será de 3,5 dpm/g - e assim por diante. Desse modo, quanto maior o período depois da morte, menos material dessa natureza permanece no corpo. Então, a datação é possível por meio da determinação da atividade de C-14 da amostra.

Quando o C-14 não funciona?
Algumas exceções são conhecidas para datação com o C-14, como o fato dos organismos não receberem a quantidade de C-14 igual à média do ambiente, mas estes casos geralmente são facilmente explicados.

Outra exceção é o caso do C-14 não fornecer resultados confiáveis para materiais com menos de 100 anos, pois ele não terá sofrido decaimento o suficiente para a sua determinação.

O método também não é adequado para materiais com mais de 40.000 anos. Isso devido ao fato de que após esse período já terão passado 7 meias-vidas do C-14 e seu nível de radiação terá decrescido até quase zero. Já as idades de milhões de anos são baseadas em outros métodos inorgânicos. Porém, as idades determinadas por carbono-14 parecem ser precisas quando comparadas aos nossos relatos históricos.

Manuscritos do Mar Morto e Sudário de Turim
Entre alguns casos em que foi empregada a técnica da datação pelo C-14, pode-se destacar o caso dos manuscritos do Mar Morto (as escrituras mais antigas já descobertas do Velho Testamento).

A coleção de manuscritos, descoberta por um pastor, teve sua autenticidade comprovada pelo método do C-14 ao se constatar a atividade do carbono radioativo em 11 dpm/g. Após calculo, verficou-se a idade de 2.000 anos, comprovando que os manuscritos do Mar Morto remontam ao tempo em que Cristo viveu.

Em outro caso chegou-se a uma conclusão diferente da obtida na análise dos manuscritos. O teste com o C-14 no Sudário de Turim, supostamente o manto que recobriu o corpo de Cristo após sua morte, mostrou que o linho utilizado na confecção do manto tinha sua origem entre os anos 1260 e 1390. Portanto, não poderia ser o sudário que recobrirá o corpo de Jesus. Essa conclusão é resultado de polêmica até os dias de hoje.

Ainda que os resultados do método de datação do C-14 provoquem polêmicas, ele é largamente empregado na arqueologia e na antropologia para a determinação da idade aproximada de diversos fósseis. As múmias características da civilização egípcia podem ter suas idades verificadas por esse método, pois o período do Antigo Egito, segundo historiadores e arqueólogos, compreendeu o período de 4.500 a.C. a 641 d.C., ou seja, dentro do intervalo de datação do C-14.

Bibliografia
# FARIAS, R. F. A química do tempo: carbono 14. QNesc, v.16, 6-8, 2002.
# KOTZ, J. C.; TREICHEL, Jr., P. M. Química geral 2 e reações químicas. São Paulo, Pioneira Thomson Learning, 2005.

Classificação dos compostos inorgânicos Regra prática

Em todos os textos de química, você se depara com termos como sais, ácidos, bases e óxidos. Como saber de quem estamos falando, ou melhor, como "bater o olho" em uma fórmula e saber qual a classificação dessa substância?

Vamos a uma regra prática - quase infalível:

1ª providência: Separe a molécula
Separe a molécula em duas partes: o elemento inicial da fórmula e o resto

2ª providência: Classifique



# Se a primeira parte (X) for o H (hidrogênio), a substância é um ácido.
# Se a segunda parte (Y) for o grupo OH (hidroxila), a substância é uma base.
# Se a segunda parte (Y) for exclusivamente o O (oxigênio), a substância é um óxido.

Nenhum dos testes deu certo? A substância é um sal.

Veja nos exemplos:

1) HCl = H e Cl

Primeira parte H = ácido.

2) NaOH = Na e OH

Segunda parte OH = base.

3) H2SO4 = H e SO4

Primeira parte H = ácido.

4) CaCO3 = Ca e CO3

Nada deu certo = sal.

5) Al2O3 = Al e O

Segunda parte O = óxido.

6) KCl = K e Cl

Nada deu certo = sal.

Tome cuidado...

# Uma substância é um óxido quando o segundo elemento é exclusivamente o oxigênio e não apenas por conter oxigênio.

CaSO4 = Segunda parte contém oxigênio, mas não exclusivamente, portanto não é óxido.

FeO = Segunda parte contém exclusivamente oxigênio, portanto é óxido.

# No caso da água, a regra não funciona, mas como você conhece a fórmula da água (H2O) desde que era criancinha, não irá se confundir. Classifique-a como... água.
* Fábio Rendelucci é professor de química e física e diretor do cursinho COC-Universitário de Santos (SP).

Compostos Iônicos

Líria Alves

Estrutura cristalina do NaCl. Na+ em vermelho e Cl- em azul

Compostos iônicos são substâncias formadas por cristais mantidos por ligações iônicas.

Os íons ligam-se por causa das forças de atração eletrostática. No espaço onde cargas elétricas de sinais opostos se atraem acontece essa interação e como a atração entre os íons ocorre em todas as direções formam-se uma grade, denominada retículo cristalino.

Os retículos cristalinos são aglomerados com formas geométricas bem definidas, no retículo cristalino iônico, os cátions e os ânions são atraídos ao mesmo tempo.

Os íons que entram na composição de um composto iônico podem ser simples átomos, como ocorre no sal de cozinha ( Na⁺Cl^- ) ou grupos mais complexos como ocorre no carbonato de cálcio ( Ca²⁺CO^2-₃ ).

Para que ocorra a atração eletrostática, numa ligação iônica deve haver, ao menos, uma carga positiva e outra negativa. Essa atração entre os íons é uma atração forte, o que determina as características físicas desses compostos. Estabelecida a ligação entre os íons, o composto resultante adquire a neutralidade. Algumas das propriedades dos compostos iônicos são:

1- As substâncias iônicas geralmente possuem maior ponto de fusão e ebulição que as substâncias moleculares;

2- São sólidos em ambientes com temperatura de 25 ºC e pressão de 1 atm.

3- São duros e quebradiços e logo que submetidos a impacto, quebram com facilidade, criando faces planas.

4- Quando dissolvidos em água, ou puros no estado líquido, transportam corrente elétrica devido à existência de íons que movimentam livremente e podem ser atraídos pelos eletrodos, fechando o circuito elétrico.

Etanol e saúde Efeitos das emissões do biocombustível no organismo

Muita gente acha que o biocombustível etanol é uma boa alternativa para substituir o uso de combustíveis fósseis (carvão mineral, gás natural e petróleo). Em maio de 2007, um relatório da ONU apontou os biocombustíveis como alternativas para combater o aquecimento global, que está ocorrendo em decorrência do aumento na atmosfera dos gases ozônio, dióxido de carbono, metano e, principalmente, monóxido de carbono. Esses gases são derivados principalmente da queima de combustíveis fósseis.

Por motivos ambientais e econômicos, já que o preço do petróleo está cada vez mais caro, muitos países estão investindo na produção e na utilização do etanol. O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de etanol e consome cerca de 4 bilhões de galões desse combustível por ano.

Os biocombustíveis diminuem a dependência dos combustíveis fósseis, promovem o desenvolvimento da agricultura local e produzem menos gás carbônico, monóxido de carbono e dióxido de enxofre do que os combustíveis fósseis, contribuindo assim para a diminuição da poluição atmosférica e do aquecimento global.

O outro lado da moeda
Apesar de todas as vantagens apresentadas por essa potencial fonte de energia alternativa, alguns cientistas não se deram por satisfeitos e começaram a investigar os efeitos da utilização dos biocombustíveis.

Infelizmente, os resultados dessas pesquisas mostram que as emissões dos biocombustíveis - em particular o etanol - podem causar prejuízos ainda maiores do que os causados pelas emissões da gasolina. Um desses estudos examina os danos causados pelo uso do etanol para a saúde humana.

O dr. Mark Z. Jacobson, da Universidade de Stanford, conduziu um estudo com técnicas de modelagem matemática para simular a qualidade do ar no ano de 2020, supondo que os veículos movidos a etanol serão largamente utilizados nos EUA. Em sua simulação, ele comparou dois cenários: um no qual os veículos eram movidos a gasolina e outro no qual os veículos eram movidos com uma mistura de 85% de etanol e 15% de gasolina.

Os resultados das simulações mostraram que os veículos movidos a etanol reduzem os níveis de dois cancerígenos, o benzeno e o butadieno, mas aumentam os níveis de outros dois cancerígenos, o formaldeído e o acetaldeído. Como resultado, o número de casos de câncer ocasionados pelas emissões dos veículos movidos a etanol seria mais ou menos similar ao número de casos de câncer provocados por emissões de veículos movidos a gasolina.

Aumento do ozônio
Os estudos do dr. Jacobson também mostraram que, em algumas partes dos EUA, os veículos movidos a etanol provocariam um aumento significativo de ozônio. A inalação do ozônio causa diminuição da capacidade pulmonar e inflamação dos tecidos pulmonares, piora a asma e prejudica o sistema imunológico. Nas simulações do dr. Jacobson, os veículos movidos a etanol causaram 4% a mais de mortes relacionadas ao ozônio do que os veículos movidos a gasolina.

Esses resultados são assustadores, já que mais de 2,5 milhões de veículos circulam pelo Brasil movidos a etanol. Os resultados são particularmente temerosos para os habitantes da Região Metropolitana de São Paulo, que, de acordo com relatórios da CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, ligada à Secretaria do Meio Ambiente do governo do Estado de São Paulo), teve um aumento significativo na concentração de ozônio a partir de 1990.

Apenas tendências
No entanto, devemos analisar os resultados obtidos pelo dr. Jacobson com cuidado, já que, segundo especialistas, os estudos com modelos matemáticos são úteis para indicar tendências e não para obter conclusões precisas, especialmente na área da modelagem de poluição do ar, que é extremamente complexa.

A modelagem matemática se torna ainda mais complexa no caso do ozônio, que não é emitido diretamente pelos veículos, mas produzido a partir da reação química entre hidrocarbonetos (emitidos pelos veículos) e óxidos de nitrogênio (presentes na atmosfera).

Alternativas mais seguras
Como há formas de se obter energia de uma maneira mais segura para a saúde humana e para o meio ambiente, é aconselhável que haja mais investimentos no aperfeiçoamento de novas tecnologias, como, por exemplo, na obtenção de energia eólica e energia solar.

E não podemos esperar muito tempo por esses investimentos, pois já estamos sentindo os efeitos drásticos da poluição atmosférica, causados pela emissão de gases provenientes da queima de combustíveis fósseis e da crise econômica ocasionada pela demanda de tais combustíveis.
*Cynthia Santos é doutora em Ciências e pesquisadora do Smithsonian Institution (EUA).

Ácidos ,Bases, Sais e as reações

Ácido clorídrico (HCl)

O ácido impuro (técnico) é vendido no comércio com o nome de ácido muriático.
É encontrado no suco gástrico .
É um reagente muito usado na indústria e no laboratório.
É usado na limpeza de edifícios após a sua caiação, para remover os respingos de cal.
É usado na limpeza de superfícies metálicas antes da soldagem dos respectivos metais.

Ácido sulfúrico (H2SO4)

É o ácido mais importante na indústria e no laboratório. O poder econômico de um país pode ser avaliado pela quantidade de ácido sulfúrico que ele fabrica e consome.
O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio.
É o ácido dos acumuladores de chumbo (baterias) usados nos automóveis.
É consumido em enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica, fabricação de papel, corantes, etc.
O ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais.
O ácido sulfúrico "destrói" o papel, o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua enérgica ação desidratante.
O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante. Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo cuidado ao manusear esse ácido.
As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido de enxofre contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental.

Ácido nítrico (HNO3)

Depois do sulfúrico, é o ácido mais fabricado e mais consumido na indústria. Seu maior consumo é na fabricação de explosivos, como nitroglicerina (dinamite), trinitrotolueno (TNT), trinitrocelulose (algodão pólvora) e ácido pícrico e picrato de amônio.

É usado na fabricação do salitre (NaNO3, KNO3) e da pólvora negra (salitre + carvão + enxofre).
As chuvas ácidas em ambientes poluídos com óxidos do nitrogênio contém HNO3 e causam sério impacto ambiental. Em ambientes não poluídos, mas na presença de raios e relâmpagos, a chuva também contém HNO3, mas em proporção mínima.

O ácido nítrico concentrado é um líquido muito volátil; seus vapores são muito tóxicos. É um ácido muito corrosivo e, assim como o ácido sulfúrico, é necessário muito cuidado para manuseá- lo.

Ácido fosfórico (H3PO4)

Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicação como fertilizantes na agricultura.
É usado como aditivo em alguns refrigerantes.

Ácido acético (CH3 - COOH)

É o ácido de vinagre, produto indispensável na cozinha (preparo de saladas e maioneses).

Ácido fluorídrico (HF)

Tem a particularidade de corroer o vidro, devendo ser guardado em frascos de polietileno. É usado para gravar sobre vidro.

Ácido carbônico (H2CO3)

É o ácido das águas minerais gaseificadas e dos refrigerantes. Forma-se na reação do gás carbônico com a água:
CO2 + H2O ® H2CO3
Os ácidos nucléicos são as substâncias responsáveis pela transmissão da herança biológica: as moléculas que regem a atividade da matéria viva, tanto no espaço (coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas) como no tempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processos reprodutivos).

Composição e natureza química. Já no segundo quartel do século XIX o cientista suíço Friedrich Miescher isolou uma substância procedente dos núcleos celulares, à qual chamou nucleína, que passou a ser chamada mais tarde de ácido nucléico, por seu forte grau de acidez. Mas só quando já ia avançado o século XX demonstrou-se que essa substância era na realidade o suporte da herança dos caracteres nos seres vivos. Em 1944, as experiências de Oswald Theodore Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn McCarty determinaram que um dos ácidos nucléicos, o ADN ou ácido desoxirribonucléico podia transferir uma característica biológica de uma bactéria (no caso, um pneumococo) para outra, característica ausente antes da transmissão.

Os ácidos nucléicos são moléculas longas e complexas, de elevados pesos moleculares, constituídos por cadeias de unidades denominadas mononucleotídeos. Estes se compõem de um carboidrato ou açúcar de cinco átomos de carbono (uma pentose), de estrutura cíclica pentagonal, ao qual se une por um de seus extremos uma molécula de ácido fosfórico e, por outro, uma base nitrogenada também de estrutura fechada, seja púrica (que tem dois anéis com vários átomos de nitrogênio unidos ao esqueleto carbonado), seja pirimidínica (que consta de um só anel hexagonal no qual se inserem átomos de nitrogênio, oxigênio e, em alguns casos, um radical metila, -CH3). Os componentes variáveis nos mononucleotídeos são as bases, das quais há cinco tipos possíveis -- duas púricas, a adenina e a guanina, e três pirimidínicas, a citosina, a uracila e a timina --, e nessa variabilidade reside o caráter "informativo" dos ácidos nucléicos e sua funcionalidade como moléculas codificadoras de informação biológica.

O açúcar ou pentose pode ser de duas classes: em forma de ribose desoxigenada ou desoxirribose, que é a que constitui o esqueleto do ADN, ou, em sua variedade normal, conhecida simplesmente como ribose, própria do ARN. No primeiro caso, originam-se desoxirribonucleotídeos; no segundo, ribonucleotídeos.

Os mononucleotídeos se unem entre si para compor, como já foi dito, longas cadeias de centenas ou milhares de unidades que se dispõem em forma de estruturas filamentosas helicoidais, de dupla hélice no caso de ADN e de hélice simples no ARN. A borda de cada hélice é integrada pelas pentoses, que se engancham umas nas outras através dos restos de ácido fosfórico, enquanto o contato entre uma hélice e outra se efetua pelo estabelecimento de enlaces por parte das bases nitrogenadas, obedecendo a determinadas leis bioquímicas. Cada enlace é, pois, o resultado da interação de um par de bases, cada uma das quais correspondente a uma das hélices. O acoplamento das bases não é arbitrário e atende a exigências espaciais, químicas e estruturais muito precisas. Sempre se emparelham uma base púrica e uma pirimidínica: a adenina sempre com a timina ou uracila, e a guanina com a citosina.

Ácido desoxirribonucléico. O ADN, ácido desoxirribonucléico, é formado pela pentose desoxirribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, timina, adenina e guanina. É a substância responsável pela herança biológica de todos os seres vivos, à exceção de muitos vírus, nos quais esse papel é representado pelo ARN.

No período denominado interfase, imediatamente anterior à divisão celular, o ADN experimenta o processo de autoduplicação, ou seja: suas moléculas duplicam-se, de modo que mais tarde, ao formarem-se as duas hélices-filhas a partir de uma única célula-mãe, cada uma delas possa receber a totalidade do material genético. Na autoduplicação, a dupla hélice se abre e cada um dos dois filamentos que a compõem se separa e se sintetiza, graças à intervenção de diferentes enzimas, o filamento complementar.

Ácido ribonucléico. O ARN é o ácido ribonucléico, constituído pela pentose ribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, uracila (esta ausente do ADN), adenina e guanina. Compõe-se de uma só cadeia helicoidal e apresenta três classes, cada uma das quais cumpre uma função específica na célula: o chamado ARN mensageiro (ARNm), sintetizado pela ação de diversas enzimas a partir de um filamento de ADN que lhe serve de guia, no processo conhecido como transcrição; o ARN ribossômico, componente essencial, junto com as proteínas, dos orgânulos celulares chamados ribossomas; e o ARN de transferência, que translada os diversos aminoácidos (unidades estruturais das proteínas) até onde se está sintetizando uma molécula protéica, sob a direção de um ARNm, e os insere no ponto exato para obter a seqüência exata, no processo denominado tradução.

Síntese de proteínas. A síntese de proteínas ou tradução é o processo em função do qual se formam as seqüências de aminoácidos que constituem as proteínas, a partir de uma seqüência correlativa expressa pelo ARN mensageiro, numa linguagem de bases nitrogenadas. Assim, de um fragmento de ADN dado, que contém a informação precisa para que se forme uma proteína concreta, obtém-se uma cópia, a qual é o ARNm que guiará diretamente o processo de tradução. Ao ARNm unem-se vários ribossomas que, ao se deslocarem, efetuarão um autêntico processo de "leitura química".

Cada grupo de três bases do ARNm -- por exemplo GCC -- corresponde na linguagem nucleotídica a um aminoácido dado, neste caso a alanina. O ribossoma reconhece por meios químicos o caráter desse trio (designado em genética como códon) e um ARN de transferência leva até ele o aminoácido alanina. Vai-se formando assim, pouco a pouco, a seqüência que dará lugar à proteína. Cada aminoácido tem sua codificação correspondente, em geral de vários códones, também há trios que indicam o sinal de terminação.

O código genético representa, pois, na escala molecular, uma autêntica linguagem, da qual a célula se serve para crescer e reproduzir-se, o que é possível graças aos ácidos nucléicos.
Quanto a presença de oxigênio:

1- Hidrácidos – não possuem oxigênio.
Ex: HI, HCN, H4 [Fe(CN)6]

2- Oxiácidos – possuem oxigênio
Ex: HNO2, H3PO4, H4P2O7

Quanto a volatidade:

• Voláteis – apresentam grande tendência a evaporação.
Ex: HNO2, HNO3 e Hidrácidos

• Fixos: Apresentam pequena tendência à evaporação.
Ex: Os Oxiácidos

Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:
• Monoácidos: possuem 1 "H" ionizável.
Ex: HCl, HNO3, HClO4

• Diácidos: possuem 2 "H" ionizáveis.
Ex: H2S, H2CrO4, H2CO3

• Triácidos: possuem 3 "H" ionizáveis.
Ex: H3AsO4, H3SbO4, H3[Fe(CN)]

• Tetrácidos: possuem 4 "H" ionizáveis.
Ex: H4SiO4, H4P2O7

Quanto a força ou grau de organização:
X = nº de moléculas ionizadas .100
nº de moléculas dissolvidas
x menor ou igual a 50% é Ácido forte
x maior ou igual a 5% e x menor ou igual a 50% é Ácido moderado
x menor que 5% é Ácido fraco

Força dos hidrácidos
Fortes: HCl, HBr, HI
Moderado: HF
Fraco: os demais.

Força dos oxiáxidos

Regra de Pauling:
(nº de oxigênio) –( nº de "H" ionizavel) = x
x = 3 e 2 = Fortes
x = 1 = Moderados
x = 0 = Fraco

Nomenclatura Dos Hidrácidos

Ácido+ [nome do elemento]+ ídrico

Nox Do Elemento Central
Para se calcular o nox do elemento central basta multiplicar o número de oxigênio por -2 e somar ao número de hidrogênio. Depois, ingnora-se o sinal de menos.
H3P+5 o4

• Ácidos fortes, quando a ionização ocorre em grande extensão.
Exemplos: HCl, HBr, HI . Ácidos HxEOy, nos quais (y - x) ³ 2, como HClO4, HNO3 e H2SO4.

• Ácidos fracos, quando a ionização ocorre em pequena extensão.
Exemplos: H2S e ácidos HxEOy, nos quais (y - x) = 0, como HClO, H3BO3.

• Ácidos semifortes, quando a ionização ocorre em extensão intermediária.
Exemplos: HF e ácidos HxEOy, nos quais (y - x) = 1, como H3PO4, HNO2, H2SO3.
Exceção: H2CO3 é fraco, embora (y - x) = 1.
Bases são substancias que em contato com água se dissociam e liberam um único tipo de ânion que é OH-

ex: Ca(OH)2 + H2O → CaOH+aq + OH-aq
CaOH+aq + H2O → Ca+2aq + OH-aq
Ca(OH)2 + H2O → Ca+2aq + OH-aq

Classificação

Quanto ao número de hidroxilas:

• Monobases: bases com apenas uma hidroxila
• Dibases: bases com duas hidroxilas
• Tribases: bases com três hidroxilas
• Tetrabases: bases com quatro hidroxilas

Quanto a força:

• Bases fortes: > ou = a 50% de ionização. São fortes as bases com elementos dos grupos 1A e 2A.
• Bases fracas: < ou = a 5% de ionização. Bases com elementos dos demais grupos.

Quanto a solubilidade:

Por serem compostos iônicos, não há bases completamente insolúveis.

• Bases solúveis: bases com elementos do grupo 1A e NH4OH.
• Bases pouco solúveis: bases com elementos do grupo 2A, exceto Mg(OH)2
• Bases praticamente insolúveis: bases com elementos dos demais grupos incluindo Mg(OH)2

Nomenclatura

Quando o elemento tem nox fixo:
Hidróxido de ___________(nome do elemento)
nome do elemento

Quando o elemento tem nox variável:

Hidróxido ___________ ico (maior nox)
nome do elemento oso (menor nox)

ou

Hidróxido de ___________ (__)
nome do elemento nox em algarismos romanos
Estudo dos Sais

Um sal é formado pelo cátion de uma base e o âniom de um sal. O cátion que tiver hidroxilas so se liga com ânions sem hidrogênio. Ânions que tiverem hidrogênio só se ligam com cátions sem hidroxila. Ânions e cátions sem partes ionizáveis ligam-se com qualquer outro cátion e âniom, respectivamente.

Ácido + Base → Sal + H2O

Neutralização
A neutralização é feita para se verificar o número de moléculas que reagem, o número de moléculas de sal e de água que se originam. Começa verificando-se primeiro os metais, depois os semi-metais e após os ametais; em seguida verifica-se os oxigênios e hidrgênios.

Classificação

Sal Neutro:
São aqueles que apresentam um cátion diferente de H+ e um âniom diferente de OH-.
A casos como NaH2PO2 que são sais neutros apesar de terem dois H+. Isso é devido a eles serem originados de ácidos com H+ não ionizáveis. Qualquer sal que apresente H2PO2 ou HPO3 e não tiver hidroxila (OH-) será um sal neutro.

Sal Ácido:
São aqueles que apresentam um cátion diferente de H+, pelo menos um H+ e um âniom diferente de OH-.

Sal Básico:
São aqueles que apresentam um cátion diferente de H+, pelo menos um OH- e um âniom diferente de OH-.

Sal Duplo:
São aqueles que apresentam 2 cátions diferentes de H+ e entre si mais um ânion diferente de OH-. Podem apresentar apenas um cátion diferente de H+ mais dois ânions diferentes de OH- e entre si.

Nomenclatura

Estabelecemos aqui a nomenclatura de cátions. Elementos com nox fixo limita-se apenas ao nome do elemento; e que as nomenclaturas para nox variável são as seguintes:

Sufixos ico para o maior nox do elemento e oso para o menor nox (considera-se apenas os dois menores nox do elemento).

Número do nox em algarismos romanos, dentro de um parêntesis após o nome do elemento. É necessário também estabelecer nomenclatura para os ânions, trocando o sufixo dos ácidos dos quais se originam pelos seguintes sufixos:

Idrico → eto
Ico → ato
Oso → ito
Reações de Síntese

As reações de síntese são aquelas em que duas ou mais substancias reagem formando uma única.
2Mg + O---2 → 2MgO2

Reações de decomposição

As reações de decomposição são aquelas em que um substancia origina duas.

Reações de dupla troca
Ao reagirem as substancias trocam de cátions e ânions.

1- ácido + base → sal + h2O
1- ácido1 + sal2 → ácido2 + sal2 só ocorre reação se o ácido produzido for fraco ou volátil ou o sal insolúvel.

2- base1 + sal1 → base2 + sal2 é necessario que ambos os reagentes sejam solúveis, sendo a base resultante ou insoluvel ou fraca ou volatil ou o sal resultante tem que ser insolúvel

Reações de simples troca

As reações de simples troca são aquelas em que ou um cátion ou um ânion trocam de par. O cátion ou o ânion ficará com o elemento de maior reatividade.
Ex: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

Reações de Oxi-redução

São as reações em que ocorre pelo menos uma oxidação e uma redução. Oxidação é o processo pelo qual um elemento perde elétrons, portanto aumenta o nox. Redução é o processo em que um elemento ganha um elétrons, portanto diminui o nox.

Reações com Óxidos

Os óxidos são obtidos através de combustões espontâneas ou não.

Ex: 2Mg + O2 → 2MgO 2Fe + 3/2-- O2 → Fe2O3
C2H5OH + 3 O2 → 2CO2 + 3H2O 2FeO + ½ O2 → Fe2O3

Quando um elemento de nox variável reage com oxigênio em quantidade suficiente, forma-se o óxido onde o elemento tem maior nox. Quando um óxido inferior (com o menor nox do elemento) reage com oxigênio, forma-se um óxido superior (com o maior nox do elemento). O óxido superior já não reage mais com oxigênio.

Óxido básico + Ácido → Sal + H2O:

Pega-se o cátion do óxido mantendo seu nox , desconsiderando a quantidade, e junta-se com o ânion do ácido (parte do ácido que não o H). Faz-se a neutralização.

Óxido ácido + Base → sal + H2O:

Pega-se o cátion da base (parte que não a hidroxila) com seu nox, desconsiderando a quantidade, e junta-se com o ânion do ácido obtido do óxido ácido. Faz-se a neutralização.

Óxido básico + Óxido ácido → Sal:

Pega-se o cátion do óxido básico com seu nox, desconsiderando a quantidade, e junta-se com o ânion do ácido obtido do óxido ácido. Faz-se a neutralização.
extraido de www.colaweb.com.br

Esterificação e transesterificação Conheça as características dessas reações

Entre os compostos encontrados na natureza, os ésteres estão entre os mais comuns. Estes compostos comumente estão associados ao odor agradável exalado por flores e frutos. Por exemplo, quando tomamos um sorvete de abacaxi, comumente no seu preparo utiliza-se uma essência sintética que dá o gosto de abacaxi. Também podemos encontrar os ésteres na gordura animal e nos óleos vegetais (os triglicerídeos).

A reação de esterificação é um processo reversível, obtendo como produto principal um éster específico. Entre os diversos métodos que podem ser utilizados para sintetizar os ésteres, um bom exemplo é a reação de esterificação de Fischer (1895), na qual, sob aquecimento, um ácido carboxílico reage com um álcool (produzindo éster e água). Esta reação, quando processada em temperatura ambiente, é lenta, mas pode ser acelerada com o emprego de aquecimento e/ ou catalisador (exemplo, o ácido sulfúrico H2SO4).

Conforme esquema global da reação, em um dado tempo, os produtos e reagentes entram em equilíbrio químico e, nesse momento, as velocidades das reações de formação dos produtos e de formação dos reagentes se mantêm constantes. O emprego de um catalisador e/ou o aumento da temperatura se tornam úteis para que o equilíbrio seja estabelecido mais rapidamente.

No entanto, o éster obtido pode reagir com a água (reação de hidrólise), gerando novamente ácido carboxílico e álcool; porém, a reação inversa é mais lenta. A hidrólise do éster em meio básico é denominada saponificação - do latim, sapo = sabão.



A atenção dada aos ésteres orgânicos decorre de estas substâncias despertarem grande interesse por causa de sua importância industrial, especialmente nas atividades que envolvem emprego de solventes, vernizes, resinas, plastificantes, polímeros, intermediários para a indústria farmacêutica, fragrâncias e essências sintéticas.

Pode-se citar como exemplos o acetato de isopentila (empregado como essência de banana), acetato de benzila (utilizado como essência de jasmim), pentanoato de isopentila (essência de maçã), acetato de etila (empregado com solvente em diversos materiais) e acetato de butila (solvente encontrado no esmalte):


Reação de transesterificação
A reação de transesterificação é uma reação química que pode ocorrer entre um éster e um álcool ou entre um éster e um ácido, sempre tendo a formação de um novo éster.

Na atualidade, a reação de transesterificação de óleos vegetais ou gordura animal (triglicerídeos) com alcoóis vem despertando muito interesse, sendo que o principal produto da reação (éster) possui propriedades similares às do diesel de petróleo, podendo ser utilizado puro ou adicionado ao diesel fóssil, comumente conhecido como biodiesel.

Neste contexto, "bio" significa ser produzido por fontes renováveis de energia de biomassa - óleo de soja, mamona, dendê, girassol, canola - e poder incluir no processo o etanol, que no Brasil é obtido via processo de fermentação do caldo de cana-de-açúcar.

Para o Brasil, a produção do biodiesel é vantajosa em função da possibilidade do cultivo de oleaginosas (plantas que servem de fonte para a obtenção de óleos) sem afetar a produção e oferta de alimentos. O que é assegurado, em parte, pela dimensão continental do território brasileiro:


A este tipo de transesterificação foi atribuído o termo de alcoolize, tendo como produtos principais o éster (biodiesel) e o glicerol (glicerina). O processo se inicia pela mistura do óleo vegetal com um álcool (por exemplo, metanol ou etanol) na presença de um catalisador (que pode ser um ácido, uma base ou enzima).

Após a reação de transesterificação obtém-se o biodiesel, um combustível renovável alternativo, e a glicerina ― substância de alto valor agregado, muito empregada na indústria farmacêutica e de cosméticos.

A seguir é representada uma reação de transesterificação de um triglicerídeo com um álcool, obtendo-se como produtos o éster e a glicerina. Esta reação processa-se em três etapas:


Esquema geral de uma reação de transesterificação de triglicerídeos com álcool.

Diversos alcoóis podem ser empregados neste tipo de reação, sendo que o metanol (CH3OH) e o etanol (CH3CH2OH) são os mais empregados. Estes podem reagir rapidamente com os triglicerídeos, com o uso de hidróxido de sódio (NaOH) como catalisador.

Além da utilização destes ésteres como biocombustível, destaca-se o seu emprego na indústria de cosméticos.
*Oldair Donizeti Leite e Valdeison Souza Braga são professores adjuntos da Universidade Federal da Bahia - ICADS-Barreiras.

Equilíbrio químico Entenda como determinadas reações acontecem

Em algumas cavernas podemos encontrar estalactites e estalagmites, aquelas formações, com aparência de colunas, que pendem do teto ou se elevam do chão. Como será que elas surgem? A seguir, dentro do conceito de equilíbrio químico, vamos buscar soluções para essa e outras dúvidas.

Numa primeira explicação poderíamos sugerir a seguinte representação:


Talvez você esteja se perguntando o que essa representação significa e como percebemos nela a produção de estalactites e estalagmites.

De modo mais completo, representamos a produção das duas formações assim:



O carbonato de cálcio (CaCO3) presente nas rochas é dissolvido pela água da chuva, que é ligeiramente ácida, devido ao ácido carbônico (H2CO3). Da interação do carbonato com a água da chuva resulta uma solução aquosa com íons Ca2+ (cálcio) e HCO3- (bicarbonato). A formação desses fenômenos depende da reversibilidade das reações químicas, pois a água mineral, uma vez na caverna, libera o CO2, formando novamente o CaCO3.

Verifica-se, então, que parece ocorrer a formação de produtos, Ca2+ (aq.) + 2HCO3-(aq.) ao mesmo tempo em que também surgem reagentes: CaCO3(s) + CO2 (g) + H2O(l). Isso parece estranho: o que se forma, parece não se formar mais, e forma-se novamente. Como se explica tal fenômeno?

As reações que apresentam essas características são explicadas pelo equilíbrio químico. Nesse sentido, a representação mais acertada das três fórmulas acima é a primeira, pois a seta representa uma reação em equilíbrio.

Formação do gás amônia
Existem muitas outras reações que se processam em equilíbrio dinâmico. Por exemplo, a formação do gás amônia (NH3) a partir dos gases hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2). Veja a equação química:


A compreensão do fenômeno envolvido torna-se mais clara quando analisamos o que ocorre à medida que a reação (analisada no sentido da esquerda para direita) se processa. Inicialmente, há apenas os gases N2 e H2 - e nenhuma NH3 formada. À medida que o gás NH3 vai se formando, inicia-se também a reação indireta, ou seja, sua decomposição nos gases N2 e H2. Em certo momento, as velocidades das duas reações (direta e indireta) se igualam, dando a impressão de que a reação para.

Entretanto, é fundamental que compreendamos que as reações de equilíbrio alcançam uma situação em que coexistem produtos e reagentes em constante interação. Sendo que, nesta situação, tanto os reagentes quanto os produtos se encontram em quantidades não necessariamente iguais, mas constantes.

Por se tratar de uma discussão em termos das velocidades das duas reações (direta e indireta), poderíamos ainda estabelecer a seguinte relação:

Reprodução

Se considerarmos as leis de velocidade para cada reação:

A condição de equilíbrio é considerada no momento em que v1 = v2. Assim,


Isolando as constantes:



Reprodução

Sendo Kc igual à constante de equilíbrio, em função das concentrações molares [mol/L].

Essa constante estabelece uma condição para que reagentes e produtos estejam em equilíbrio na reação. Genericamente, para as reações em equilíbrio dinâmico tem-se a expressão:



Nessa expressão:
a) as concentrações dos produtos são postas no numerador e as dos reagentes no denominador;
b) cada concentração é elevada à potência de seu coeficiente estequiométrico na equação balanceada;
c) no momento em que a reação atinge o equilíbrio, o valor constante K depende da reação em questão e da temperatura. Não usamos unidades para a constante.

Acetato de etila e ácido iodídrico
Para aprofundar esse estudo, analisaremos a reação de obtenção do acetato de etila (CH3COOCH2CH3) e da produção de ácido iodídrico (HI).

Esse acetato, obtido a partir da reação de esterificação do ácido acético (CH3COOH) com o etanol (CH3CH2OH), é um composto de odor agradável, utilizado como solvente em alguns materiais. Analisaremos o equilíbrio dessa reação a partir do quadro a seguir:


A concentração molar é habitualmente representada pela expressão [ ].

A partir da tabela verifica-se que 0,830 mol/L de ácido acético reage, a 25o C, com 0,009 mol/L de etanol, produzindo 0,171 mol/L de acetato de etila e 0,171mol/L de água. Vimos, então, que esses valores de acetato de etila e água obtidos são consumidos para a formação dos reagentes.

Pode-se verificar essa relação mais evidente ao se analisar a extensão da reação. Vejam esse estudo, no caso da reação entre os gases hidrogênio (H2) e gás iodo (I2), formando o HI:

Como se vê na tabela, assim que a reação inicia temos as mesmas quantidades de H2 e I2, ou seja, 0,0175mol/L para ambos. No decorrer do tempo são consumidos (o sinal negativo) 0,0138 mol/L dos dois gases e produzidos exatos 0,0276mol/L de HI. Então, 0,0037 mol/L (0,0175-0,0138) é a concentração que se encontra em equilíbrio.

Assim, pode-se determinar o Kc a partir da representação matemática:

Reprodução

Obtemos uma razão 56 para o Kc. Esse valor será o mesmo para todas as reações envolvendo os dois reagentes em questão, isso nas mesmas condições de temperatura e pressão.

O estudo do equilíbrio químico nas reações químicas pode, portanto, contribuir para o entendimento das reações que não se completam. Nessas reações, não se realiza tão facilmente uma previsão estequiométrica, pois a coexistência de reagentes e produtos dificulta tal prognóstico. Agora, uma vez que compreendemos tais reações em equilíbrio químico dinâmico, essa previsão já pode ser realizada.

Bibliografia
# GEPEQ, Grupo de Pesquisa em Educação Química. Interações e Transformações I: elaborando conceitos sobre transformações químicas. São Paulo: Ed. EDUSP, 2001.
# LEMBO A. Química - realidade e contexto: química geral. São Paulo: Editora Ática, 2001.
# KOTZ, J.C.; TREICHEL Jr., P. M. Química geral 1 e reações químicas. 5ª ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2005.
*Jacques Antonio de Miranda e Erivanildo Lopes da Silva são professores do curso de Química da Universidade Federal da Bahia - Campus ICADS-Barreiras.

Dióxido de carbono na atmosfera Seqüestro de carbono

Nos últimos 300 anos, a concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera aumentou 40%, de 275 ppm (em 1700) para 380 ppm nos dias de hoje. Dois terços desse aumento ocorreram apenas nos últimos 100 anos, coincidindo com a industrialização e o uso de combustíveis fósseis sem precedentes na história. Por isso, considera-se certo que essa mudança é devida à atividade humana.

O impacto da atividade humana na Terra não é novidade, mas a concentração de dióxido de carbono é especialmente importante porque esse é o principal gás estufa na atmosfera, e o efeito estufa é o responsável pelas temperaturas relativamente amenas do planeta. Alterar a concentração de CO2, pensa-se hoje, é mexer no clima do planeta. Como já causamos bastante alteração, há uma preocupação crescente em retirar esse excesso de carbono da atmosfera, ou seja, implementar ações de "seqüestro de carbono".

Mas... 380 ppm de CO2 não é pouco?
A sigla ppm* significa parte por milhão, e pode ser traduzida assim: de cada 1.000.000 de moléculas no ar, 380 são CO2. Parece pouco. Outra forma de expressar o valor é dizer que isso equivale a 0,038% do ar!

Apesar de parecer pouco, esses "meros" 380 ppm de CO2 representam mais de 2,6 trilhões de toneladas de gás carbônico espalhados pela atmosfera.

É desse CO2 que as plantas se utilizam para fazer a fotossíntese, e esse mesmo CO2** retém parte da energia fornecida pelo Sol, funcionando como um "cobertor".

Como seria possível "absorver" o excesso de CO2?
Enquanto tecnologias mais "limpas" vão ganhando espaço, é urgente tentar remover da atmosfera o excesso do gás.

Há duas maneiras: usando organismos fotossintéticos para, através da fotossíntese, absorver o CO2 e transformá-lo em biomassa, e usar métodos físicos ou químicos para absorver e armazenar o carbono. A primeira forma, através da fotossíntese, é o que vem ocorrendo há milhões de anos na Terra e levou à formação de depósitos de carvão e de petróleo.

Estima-se que a capacidade de fixação líquida de carbono dos ecossistemas terrestres hoje seja da ordem de 1 bilhão de toneladas/ano. Na verdade, são fixados cerca de 121 bilhões de toneladas/ano, mas ocorre decomposição de 120 bilhões de toneladas/ano de plantas e de matéria orgânica do solo

Alguns fluxos de carbono (sem os oceanos e sem o carbono fóssil), em Gt/ano [bilhões de toneladas de carbono por ano]

Oceanos fixam e liberam aproximadamente 100 bilhões de toneladas/ano de carbono. Enquanto isso, cerca de 5 bilhões de toneladas/ano de carbono de combustíveis fósseis são jogados na atmosfera; embora esse carbono já tenha estado na atmosfera há milhões de anos, a sua liberação em curto prazo tem um impacto ambiental perigosíssimo.

Estimulando a fotossíntese no mar
Uma idéia para favorecer a fixação de CO2 é usar os oceanos, "fertilizando-os" com ferro, aumentado a sua capacidade de fotossíntese.

Como os íons de ferro aparecem em uma quantidade relativamente baixa (0,0034ppm) nas condições que reinam no oceano, passam a ser um nutriente limitante para o fitoplâncton, e já se demonstrou que a sua adição (na forma de sulfato ferroso, por exemplo) estimula o crescimento de microrganismos fotossintéticos e, assim, a fixação de carbono.

Idealmente, esse fitoplâncton dará origem a resíduos orgânicos (fitoplâncton maior, como as algas diatomáceas, e resíduos do zooplâncton) que devem lentamente sedimentar no fundo dos oceanos, "mineralizando" o CO2, e removendo-o da atmosfera por muitas décadas.

Piscinas de CO2 líquido
Outra forma de fixar o carbono seria captar o CO2 onde é gerado em maior quantidade (por exemplo, em indústrias e usinas termoelétricas), liquefazê-lo e bombeá-lo para o fundo dos oceanos.

Para liquefazer o CO2 à temperatura ambiente, é necessário uma pressão de cerca de 200 atm. Nas pressões reinantes em oceanos a grandes profundidades (de pelo menos 1,5km), espera-se que o CO2 mantenha-se na forma de um líquido mais denso que a água, e imensos depósitos de CO2 poderiam ser uma solução temporária para o excesso do gás. A temperatura do oceano nessas profundidades é quase constante, e próxima a 3oC.

Economia e incerteza
Ambos os mecanismos são criativos, mas em qualquer dos casos, um gasto energético extra para o processamento (do Fe ou do CO2) é inevitável, e os resultados de fixação de CO2 a longo prazo não são certos.

Quaisquer empresas que trabalhem com fixação de carbono (de olho no comércio de créditos de carbono) não vão usar soluções que não sejam comercialmente viáveis.

Além disso, trata-se de usar em escala global o único oceano que temos... o que é perigoso. Assim, muitos cientistas consideram que a primeira preocupação que deveríamos ter não é absorver o excesso de CO2, mas sim diminuir a emissão desse gás - usando menos combustíveis fósseis, por exemplo.

Infelizmente, porém, não há sinais de que o consumo mundial de carvão, petróleo ou gás natural vá diminuir tão cedo.

* ppm é, freqüentemente, transformado em mg/kg. Isso é válido para relações de massa, mas a composição tipicamente considerada para o ar (79% de N2, 20% de O2 e 1% de outros gases) é em volume ou em mols. Para reduzir a confusão, às vezes usa-se o termo ppmv (ppm em volume).

** A umidade (H2O) do ar também é extremamente importante no efeito estufa, mas como a sua quantidade no ar não depende muito da atividade humana, em geral as preocupações recaem sobre o metano e o CO2.
*Júlio C. de Carvalho é engenheiro químico e professor do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da UFPR.

Ligações químicas Metais, não-metais, ligações iônicas e ligações covalentes

Professor de Matemática e Biologia Antônio Carlos Carneiro Barroso

Colégio Estadual Dinah Gonçalves

email accbarroso@hotmail.com

 www.ensinodematemtica.blogspot.com.br

www.accbarrosogestar.blogspot.com.br 

     


Como sabemos, os átomos se ligam a outros para completarem suas camadas de valência. Se você não está lembrando, camada de valência é a última camada da eletrosfera do átomo e ela é considerada completa se possuir oito elétrons (para átomos com mais de uma camada) ou dois elétrons (para átomos com uma única camada). Assim, desde que sua camada não esteja completa, ele irá se ligar a outros átomos para tentar completá-la.

Vamos fazer uma suposição: as pessoas só são felizes se possuirem uma bicicleta. Você não possui a bicicleta e ela custa R$ 100,00, mas você só tem R$ 50,00. Você tem um irmão pequeno, de mais ou menos dois anos, que possui R$ 50,00 e também não tem bicicleta. Para poder adquirir uma bicicleta e ficar feliz, você propõe a ele uma sociedade em que cada um entra com R$ 50,00 e poderão usar a bicicleta.

Proposta aceita, a bicicleta é comprada mas, deixando a hipocrisia de lado, você vai andar na bicicleta e seu irmão não, já que você é muito mais forte do que ele. Ele não conseguirá tomá-la à força, mas certamente passará o resto de sua vida atrás de você pedindo insistentemente: "Posso andar? Posso andar?"

Outra suposição: seu irmão tem a mesma idade e estatura que você. Vocês poderão fazer uma sociedade para comprar a bicicleta, mas você terá que deixá-lo andar de vez em quando - e ele a você - senão vira e mexe alguém levará um soco.

Com os átomos a coisa é mais ou menos parecida. Um átomo com camada de valência incompleta chega perto de outro átomo também incompleto e propõe uma "sociedade eletrônica". Se um deles for muito mais forte que o outro, ele roubará o elétron necessário e não deixará que seu "sócio" o compartilhe. Se essa diferença de força não for tão grande, embora um tente roubar o outro, não conseguirão e serão obrigados a compartilhar o elétron em uma sociedade mais justa.

A força do átomo
A tendência ou força que um átomo tem para capturar elétrons é chamada de eletronegatividade. Assim, entenderemos como forte (neste texto) um átomo que possui grande eletronegatividade e como fraco os de baixa eletronegatividade. O flúor é o mais forte e o frâncio o mais fraco.

Tipos de ligações
Quando um átomo forte (com grande eletronegatividade) se liga a um átomo fraco (com baixa eletronegatividade), há transferência definitiva de elétron do mais fraco para o mais forte. Se tirarmos um elétron de um átomo, ele deixa de ser neutro, pelo desequilíbrio entre seu número de prótons e de elétrons. Quando um átomo perde elétron, ele fica com mais prótons do que elétrons, e sua carga passa a ser positiva. Se o átomo ganhar elétrons, também haverá um desequilíbrio de cargas e, como ele terá mais elétrons do que prótons, ele será eletricamente negativo. Um átomo que deixa de ser eletricamente neutro, se tornando positivo ou negativo, passa a ser chamado de íon.

Aproximando um átomo altamente eletronegativo de um de baixa eletronegatividade, ele captura elétrons tornando-se um íon negativo e tornando o outro um íon positivo. Como cargas elétricas opostas se atraem, eles ficarão ligados por atração eletromagnética e o tipo de ligação será chamada de ligação iônica.



Se aproximarmos dois átomos de forte eletronegatividade, um não terá força para capturar o elétron do outro permanentemente. Ele catura o elétron mas o outro consegue capturá-lo de volta e, além de retomá-lo, captura um elétron do outro. Esse jogo fica se repetindo fazendo com que o par de elétrons (um de cada átomo) fique orbitando pelos dois átomos. É importante perceber que nesse caso não há formação de íons. Esse tipo de ligação, onde não há transferência definitiva de elétrons, e sim compartilhamento do par, é designada ligação covalente.

Quem é forte e quem é fraco?
Consideraremos fortes os não-metais e fracos os metais. Localizando na tabela periódica:



Exemplificando
O2 (oxigênio molecular) - não-metal com não metal = Ligação Covalente
CO2 (dióxido de carbono) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente
H2O (água) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente
CH4 (metano) - não-metal com não-metal = Ligação Covalente

Al2O3 (óxido de alumínio) - metal com não-metal = Ligação Iônica
NaCl (cloreto de sódio) - metal com não-metal = Ligação Iônica
PbI (iodeto de chumbo) - metal com não-metal = Ligação Iônica
FeS (sulfeto de ferro) - metal com não-metal = Ligação Iônica

Existem outros tipo de ligação?

Sim. Existem também ligações metálicas e ainda um tipo especial de ligação covalente, chamada ligação covalente coordenada, mas trataremos de cada uma delas em separado, em outros textos.

Resumindo...
Metais com Não-Metais = Ligação Iônica.
Não-Metais com Não-Metais = Ligação Covalente.

Ligação Iônica = Transferência definitiva de elétrons, formação de íons.
Ligação Covalente = Compartilhamento do par de elétrons em órbita comum.
Fábio Rendelucci é professor de química e física e diretor do cursinho COC-Universitário de Santos (SP).