Biodiesel é formado a partir de ácidos graxos
Ricardo Almeida*Especial para a Folha de S. Paulo
Em 1993, começou um projeto na Inglaterra visando substituir o óleo diesel pelo biodiesel, produzido de sementes de mostarda silvestre. Biodiesel é uma mistura de ésteres metílicos de ácidos graxos.Ésteres são substâncias resultantes da reação de um ácido carboxílico com um álcool. Ésteres metílicos de ácidos graxos derivam de reações de metanol com ácidos graxos (ácidos carboxílicos com número de átomos de carbono ao redor de 18). Os ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) são produzidos a partir de substâncias contidas nos óleos vegetais, como óleo de mostarda, de girassol ou de soja.O óleo vegetal extraído não pode ser usado diretamente como combustível porque é muito viscoso (como o mel) e, por isso, o motor precisaria ser modificado. Os óleos vegetais são transformados em ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) que têm características semelhantes às do óleo diesel.O diesel, combustível extraído do petróleo, é uma mistura de hidrocarbonetos com 15 a 24 átomos de carbono. A sua queima provoca vários problemas ambientais como:1. Emissão de partículas minúsculas de carvão devido à queima incompleta;2. Emissão de dióxido de enxofre, que na atmosfera se transforma em ácido sulfúrico, um dos principais causadores da chuva ácida;3. Efeito estufa, causado pela emissão de gás carbônico (CO2). O aumento da concentração de gás carbônico no ar causa o aquecimento da atmosfera por causa da absorção da radiação infravermelha pelo CO2. Os raios infravermelhos são irradiados pelos corpos quentes da superfície da Terra. O diesel do petróleo é um combustível não-renovável. O petróleo leva milhões de anos para se formar.Vantagens do biodiesel:a - O biodiesel é um combustível renovável e a sua grande vantagem é que, na formação das sementes, o gás carbônico do ar é absorvido pela planta. Isso compensa o gás carbônico emitido na queima do biodiesel;b - Pode ser usado em motores sem nenhuma modificação. O calor produzido por litro é quase igual ao do diesel;c - Pouca emissão de partículas de carvão. O biodiesel é um éster e, por isso, já tem dois átomos de oxigênio na molécula. Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa. É necessária uma quantidade de oxigênio menor que a do diesel.Apesar das vantagens ambientais, o biodiesel ainda não é um produto comercial por ter um custo de produção mais alto que o do diesel do petróleo.
*Ricardo Almeida é coordenador de química do colégio Bandeirantes
domingo, 9 de março de 2008
Lei Geral dos Gases
Entenda a Lei Geral dos Gases
Mário Ghio Júnior*Especial para o Fovest
A importância do estado gasoso não se restringe ao fato de muitas substâncias essenciais serem gases (como O2, O3, N2, CO2, por exemplo), mas também por ser fundamental para a compreensão dos demais estados físicos.A característica principal do estado gasoso é a independência das suas moléculas. Além disso, estão em contínuo movimento aleatório. Os principais parâmetros de interpretação de um gás são a sua temperatura, em Kelvin (energia cinética das moléculas), e sua pressão (impacto das moléculas com o recipiente).Quando queremos comparar o estado inicial e final de um gás em uma transformação gasosa, usamos a Lei Geral dos Gases. Esteja atento aos casos particulares desta equação (isotérmica, isobárica e isovolumétrica), e não decore outras fórmulas, apenas simplifique a Lei Geral.Quando nosso interesse é a quantidade de gás dentro de um recipiente, usamos a Equação de Estado do Gás ou Equação de Clapeyron. É a partir da Equação de Clapeyron que deduzimos o volume molar de um gás ideal nas CNTP (0ºC e 1 atm) como 22,4 L.Veja se aprendeu:
01. (MACK) Certa massa gasosa ocupa um volume de 112 cm3 a 1 atm de pressão e temperatura de 77ºC. O volume ocupado pela mesma massa gasosa a 27ºC de temperatura e 5 atm de pressão será igual a:a) 19,20 litrosb) 1,92 centímetros cúbicosc) 9,60 litrosd) 19,20 centímetros cúbicose) 9,60 centímetros cúbicos
02. (PUC) 22 g de um gás estão contidos em um recipiente de volume igual a 17,5 L, a uma temperatura de 77ºC e pressão de 623 mmHg. Este gás deve ser:Dados: H = 1, O = 16, N = 14, S = 32, C = 12a) NOb) H2Sc) SO2d) CO2e) NH3
03. (VUNESP) Enquanto descansa, o corpo de uma pessoa consome 200 mL de oxigênio por hora, a 25ºC e 1 atm, por kg de massa do corpo. Quantos mols de O2 são consumidos por uma pessoa que pesa 70 kg, em uma hora de descanso?Dado: R = 0,082 L.atm/mol.Ka) 8,14 x 10 -3b) 6,83c) 0,57d) 0,10e) 0,70Gabaritos: 1-D, 2-D, 3-C
* Mário Ghio Júnior é professor de química do CPV Vestibulares
Mário Ghio Júnior*Especial para o Fovest
A importância do estado gasoso não se restringe ao fato de muitas substâncias essenciais serem gases (como O2, O3, N2, CO2, por exemplo), mas também por ser fundamental para a compreensão dos demais estados físicos.A característica principal do estado gasoso é a independência das suas moléculas. Além disso, estão em contínuo movimento aleatório. Os principais parâmetros de interpretação de um gás são a sua temperatura, em Kelvin (energia cinética das moléculas), e sua pressão (impacto das moléculas com o recipiente).Quando queremos comparar o estado inicial e final de um gás em uma transformação gasosa, usamos a Lei Geral dos Gases. Esteja atento aos casos particulares desta equação (isotérmica, isobárica e isovolumétrica), e não decore outras fórmulas, apenas simplifique a Lei Geral.Quando nosso interesse é a quantidade de gás dentro de um recipiente, usamos a Equação de Estado do Gás ou Equação de Clapeyron. É a partir da Equação de Clapeyron que deduzimos o volume molar de um gás ideal nas CNTP (0ºC e 1 atm) como 22,4 L.Veja se aprendeu:
01. (MACK) Certa massa gasosa ocupa um volume de 112 cm3 a 1 atm de pressão e temperatura de 77ºC. O volume ocupado pela mesma massa gasosa a 27ºC de temperatura e 5 atm de pressão será igual a:a) 19,20 litrosb) 1,92 centímetros cúbicosc) 9,60 litrosd) 19,20 centímetros cúbicose) 9,60 centímetros cúbicos
02. (PUC) 22 g de um gás estão contidos em um recipiente de volume igual a 17,5 L, a uma temperatura de 77ºC e pressão de 623 mmHg. Este gás deve ser:Dados: H = 1, O = 16, N = 14, S = 32, C = 12a) NOb) H2Sc) SO2d) CO2e) NH3
03. (VUNESP) Enquanto descansa, o corpo de uma pessoa consome 200 mL de oxigênio por hora, a 25ºC e 1 atm, por kg de massa do corpo. Quantos mols de O2 são consumidos por uma pessoa que pesa 70 kg, em uma hora de descanso?Dado: R = 0,082 L.atm/mol.Ka) 8,14 x 10 -3b) 6,83c) 0,57d) 0,10e) 0,70Gabaritos: 1-D, 2-D, 3-C
* Mário Ghio Júnior é professor de química do CPV Vestibulares
Einsten explica a teoria de Brown
Baseado na cinética, Einsten explica a teoria de Brown
Ricardo Almeida*Especial para a Folha de S. Paulo
Brown descobre, e Einstein explica. Em 1827, o biólogo escocês Robert Brown estava estudando grãos de pólen. Com um microscópio, examinou-os suspensos em água e observou que os minúsculos grãos se movimentavam constantemente e que esse movimento não tinha uma direção preferencial.O biólogo Robert Brown explicou-o assim: "O grão se movimenta porque está vivo e se desloca de acordo com a sua vontade". Esse movimento foi chamado de browniano.Em 1905, Albert Einstein, então com 26 anos, explicou o movimento desses grãos, baseado na teoria cinética:-Toda matéria é feita de partículas minúsculas, invisíveis e em movimento (na realidade essas partículas são átomos, moléculas ou íons);-As partículas se movimentam o tempo todo. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade das partículas;-Na mesma temperatura, as partículas mais pesadas se movem mais lentamente que as partículas mais leves.Einstein explicou que o movimento dos grãos ocorria devido aos choques deles com as moléculas de água em grande movimento. Os grãos de pólen são muito pequenos, mas infinitamente maiores que as moléculas de água.Como as moléculas se movimentam com velocidade muito alta, empurram o grão de pólen quando se chocam com ele.Na época em que Einstein explicou o movimento browniano, muitos cientistas ainda não acreditavam na existência de átomos e de moléculas.Hoje a teoria cinética é muito usada para explicar os estados físicos da matéria _gasoso, líquido e sólido. No gás, as partículas são livres e se movimentam rapidamente, chocam-se umas com as outras e com a parede do recipiente. No sólido, as partículas são atraídas fortemente. Há ligações entre as partículas e elas se mantêm muito próximas umas das outras. As partículas no sólido têm pouca liberdade para se movimentar. Elas têm posições fixas. O único movimento que elas podem ter é o de vibração.No líquido, as partículas estão próximas, mas a atração entre elas é mais fraca que no sólido, onde as partículas se movimentam com menos liberdade.O trabalho de Einstein sobre o movimento browniano foi um marco importante no desenvolvimento da teoria cinética porque convenceu muitos cientistas a acreditar na existência de átomos e de moléculas.
*Ricardo Almeida é coordenador de química do colégio Bandeirantes
Ricardo Almeida*Especial para a Folha de S. Paulo
Brown descobre, e Einstein explica. Em 1827, o biólogo escocês Robert Brown estava estudando grãos de pólen. Com um microscópio, examinou-os suspensos em água e observou que os minúsculos grãos se movimentavam constantemente e que esse movimento não tinha uma direção preferencial.O biólogo Robert Brown explicou-o assim: "O grão se movimenta porque está vivo e se desloca de acordo com a sua vontade". Esse movimento foi chamado de browniano.Em 1905, Albert Einstein, então com 26 anos, explicou o movimento desses grãos, baseado na teoria cinética:-Toda matéria é feita de partículas minúsculas, invisíveis e em movimento (na realidade essas partículas são átomos, moléculas ou íons);-As partículas se movimentam o tempo todo. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade das partículas;-Na mesma temperatura, as partículas mais pesadas se movem mais lentamente que as partículas mais leves.Einstein explicou que o movimento dos grãos ocorria devido aos choques deles com as moléculas de água em grande movimento. Os grãos de pólen são muito pequenos, mas infinitamente maiores que as moléculas de água.Como as moléculas se movimentam com velocidade muito alta, empurram o grão de pólen quando se chocam com ele.Na época em que Einstein explicou o movimento browniano, muitos cientistas ainda não acreditavam na existência de átomos e de moléculas.Hoje a teoria cinética é muito usada para explicar os estados físicos da matéria _gasoso, líquido e sólido. No gás, as partículas são livres e se movimentam rapidamente, chocam-se umas com as outras e com a parede do recipiente. No sólido, as partículas são atraídas fortemente. Há ligações entre as partículas e elas se mantêm muito próximas umas das outras. As partículas no sólido têm pouca liberdade para se movimentar. Elas têm posições fixas. O único movimento que elas podem ter é o de vibração.No líquido, as partículas estão próximas, mas a atração entre elas é mais fraca que no sólido, onde as partículas se movimentam com menos liberdade.O trabalho de Einstein sobre o movimento browniano foi um marco importante no desenvolvimento da teoria cinética porque convenceu muitos cientistas a acreditar na existência de átomos e de moléculas.
*Ricardo Almeida é coordenador de química do colégio Bandeirantes
O cimento é uma reação química
O cimento é uma reação química
Ricardo Almeida*especial para a Folha de S.Paulo
Notícias sobre viadutos interditados em São Paulo causando grandes congestionamentos devido a rachaduras no concreto estão se tornando comuns. Mas por que o concreto racha? O concreto é feito da mistura de pedregulhos, areia, água e cimento. O ponto de partida da fabricação do cimento é o calcário que existe na forma de rochas.Elas tiveram origem nas conchas de crustáceos que viveram nos antigos oceanos. Quando esses crustáceos morreram, suas conchas foram para o fundo do oceano e, com o peso da água, foram-se compactando.Com o movimento dos continentes e mares, alguns oceanos secaram. As conchas compactadas se transformaram nas rochas calcárias de hoje.O calcário é um minério que contém pelo menos 90% de uma substância chamada carbonato de cálcio (Ca CO3). As fábricas de cimento aquecem o calcário que se decompõe libertando gás carbônico e deixando como resíduo a cal, que é o óxido de cálcio (CaO).Esse aquecimento é feito ao misturar com o calcário a sílica (areia) e o óxido de alumínio. O forte aquecimento dessa mistura faz com que a massa se derreta parcialmente. Assim se forma o cimento, que contém várias substâncias, principalmente o silicato de cálcio (CaSiO3) e o aluminato de cálcio de fórmula Ca(AlO2)2. O íon aluminato AlO2 é monovalente negativo, como o íon cloreto (Cl-).O gás carbônico desprendido na fabricação do concreto é a maior fonte de CO2 produzido industrialmente e a que mais contribui para o efeito estufa.O concreto é um material que precisa de reforço porque ele não é resistente à tensão. É por isso que nas construções são colocadas barras de aço.O concreto é um material poroso. Deixa passar ar e umidade. O oxigênio e a água, quando o penetram, oxidam o ferro contido no aço formando a ferrugem, que, por sua vez, enfraquece o aço e também provoca a quebra do concreto.A ferrugem, um óxido hidratado de ferro, ocupa um volume maior que o ferro. No ferro metálico, os átomos estão arranjados de forma mais compacta, quer dizer, mais próximos uns dos outros do que os átomos de ferro, oxigênio e hidrogênio do óxido hidratado de ferro (ferrugem). Você já deve ter visto que os postes de concreto, quando ficam velhos, apresentam rachaduras estreitas na vertical e deixam à mostra a barra de aço enferrujada, o que agrava o problema. Nas cidades praianas, essa oxidação acontece com maior intensidade o que faz diminuir praticamente para um terço a vida útil do concreto.
*Ricardo Almeida é coordenador de química do colégio Bandeirantes
Ricardo Almeida*especial para a Folha de S.Paulo
Notícias sobre viadutos interditados em São Paulo causando grandes congestionamentos devido a rachaduras no concreto estão se tornando comuns. Mas por que o concreto racha? O concreto é feito da mistura de pedregulhos, areia, água e cimento. O ponto de partida da fabricação do cimento é o calcário que existe na forma de rochas.Elas tiveram origem nas conchas de crustáceos que viveram nos antigos oceanos. Quando esses crustáceos morreram, suas conchas foram para o fundo do oceano e, com o peso da água, foram-se compactando.Com o movimento dos continentes e mares, alguns oceanos secaram. As conchas compactadas se transformaram nas rochas calcárias de hoje.O calcário é um minério que contém pelo menos 90% de uma substância chamada carbonato de cálcio (Ca CO3). As fábricas de cimento aquecem o calcário que se decompõe libertando gás carbônico e deixando como resíduo a cal, que é o óxido de cálcio (CaO).Esse aquecimento é feito ao misturar com o calcário a sílica (areia) e o óxido de alumínio. O forte aquecimento dessa mistura faz com que a massa se derreta parcialmente. Assim se forma o cimento, que contém várias substâncias, principalmente o silicato de cálcio (CaSiO3) e o aluminato de cálcio de fórmula Ca(AlO2)2. O íon aluminato AlO2 é monovalente negativo, como o íon cloreto (Cl-).O gás carbônico desprendido na fabricação do concreto é a maior fonte de CO2 produzido industrialmente e a que mais contribui para o efeito estufa.O concreto é um material que precisa de reforço porque ele não é resistente à tensão. É por isso que nas construções são colocadas barras de aço.O concreto é um material poroso. Deixa passar ar e umidade. O oxigênio e a água, quando o penetram, oxidam o ferro contido no aço formando a ferrugem, que, por sua vez, enfraquece o aço e também provoca a quebra do concreto.A ferrugem, um óxido hidratado de ferro, ocupa um volume maior que o ferro. No ferro metálico, os átomos estão arranjados de forma mais compacta, quer dizer, mais próximos uns dos outros do que os átomos de ferro, oxigênio e hidrogênio do óxido hidratado de ferro (ferrugem). Você já deve ter visto que os postes de concreto, quando ficam velhos, apresentam rachaduras estreitas na vertical e deixam à mostra a barra de aço enferrujada, o que agrava o problema. Nas cidades praianas, essa oxidação acontece com maior intensidade o que faz diminuir praticamente para um terço a vida útil do concreto.
*Ricardo Almeida é coordenador de química do colégio Bandeirantes
Caso Celobar
Entenda o caso da intoxicação por Celobar
Luís Fernando Pereira*Especial para a Folha de S. Paulo
Junho de 2003. Um erro em uma indústria farmacêutica provoca intoxicação em dezenas de pessoas. Há uma morte confirmada e outras 15 suspeitas. A causa: um veneno chamado carbonato de bário (BaCO3). O Celobar -medicamento que causou a tragédia- deveria conter somente sulfato de bário (BaSO4). Mas, na tentativa de transformar o carbonato em sulfato, algum erro fez com que quase 15% da massa do Celobar comercializado fosse de BaCO3.Pacientes tomam sulfato de bário para que os órgãos de seu sistema digestório fiquem visíveis nas radiografias. É o chamado contraste. O problema é que os íons Ba2+ são muito tóxicos. Quando absorvidos, causam vômito, cólicas, diarréia, tremores, convulsões e até a morte. Cerca de 0,5 g é dose fatal. Mas, se a toxicidade é do bário, por que o BaSO4 não é perigoso e o BaCO3 sim?É que o BaSO4 praticamente não se dissolve na água. Sua solubilidade é de apenas 1,0 x 10-5 mol/L. Isso significa que só há 0,00137 grama de íons Ba2+ dissolvidos em um litro do medicamento. É muito pouco. O que os pacientes ingerem é uma suspensão aquosa desse sal em que a maior parte dele não está dissolvida.Sem dissolução, não há, praticamente, dissociação do sal É por isso que os íons Ba2+ não são liberados para serem absorvidos pelo organismo. Não há perigo. Ainda assim, só para garantir, essa suspensão costuma ser preparada em uma solução de sulfato de potássio (K2SO4), um sal bastante solúvel em água. A função desse sal é aumentar a concentração de íons SO42-. Desse modo, o equilíbrio da dissociação do sal é bem deslocado para a esquerda, diminuindo ainda mais a presença de Ba2+(aq) na suspensão.Com o BaCO3 é diferente. Apesar de pouco solúvel em água, ele reage com o ácido clorídrico do nosso estômago -o que não acontece com o BaSO4- formando um sal solúvel, o cloreto de bário Ao se dissolver, esse sal se dissocia, liberando íons bário para o organismo. O corpo absorve esses íons, e a intoxicação acontece. Triste é saber que uma simples gota de HCl, misturada ao Celobar, teria evitado a tragédia. Como você pode perceber pela reação acima, essa gota produziria bolhas de gás carbônico (CO2), o que evidenciaria a presença do veneno no medicamento.
*Luís Fernando Pereira é professor do curso Intergraus e coordenador de química do sistema Uno/Moderna
Luís Fernando Pereira*Especial para a Folha de S. Paulo
Junho de 2003. Um erro em uma indústria farmacêutica provoca intoxicação em dezenas de pessoas. Há uma morte confirmada e outras 15 suspeitas. A causa: um veneno chamado carbonato de bário (BaCO3). O Celobar -medicamento que causou a tragédia- deveria conter somente sulfato de bário (BaSO4). Mas, na tentativa de transformar o carbonato em sulfato, algum erro fez com que quase 15% da massa do Celobar comercializado fosse de BaCO3.Pacientes tomam sulfato de bário para que os órgãos de seu sistema digestório fiquem visíveis nas radiografias. É o chamado contraste. O problema é que os íons Ba2+ são muito tóxicos. Quando absorvidos, causam vômito, cólicas, diarréia, tremores, convulsões e até a morte. Cerca de 0,5 g é dose fatal. Mas, se a toxicidade é do bário, por que o BaSO4 não é perigoso e o BaCO3 sim?É que o BaSO4 praticamente não se dissolve na água. Sua solubilidade é de apenas 1,0 x 10-5 mol/L. Isso significa que só há 0,00137 grama de íons Ba2+ dissolvidos em um litro do medicamento. É muito pouco. O que os pacientes ingerem é uma suspensão aquosa desse sal em que a maior parte dele não está dissolvida.Sem dissolução, não há, praticamente, dissociação do sal É por isso que os íons Ba2+ não são liberados para serem absorvidos pelo organismo. Não há perigo. Ainda assim, só para garantir, essa suspensão costuma ser preparada em uma solução de sulfato de potássio (K2SO4), um sal bastante solúvel em água. A função desse sal é aumentar a concentração de íons SO42-. Desse modo, o equilíbrio da dissociação do sal é bem deslocado para a esquerda, diminuindo ainda mais a presença de Ba2+(aq) na suspensão.Com o BaCO3 é diferente. Apesar de pouco solúvel em água, ele reage com o ácido clorídrico do nosso estômago -o que não acontece com o BaSO4- formando um sal solúvel, o cloreto de bário Ao se dissolver, esse sal se dissocia, liberando íons bário para o organismo. O corpo absorve esses íons, e a intoxicação acontece. Triste é saber que uma simples gota de HCl, misturada ao Celobar, teria evitado a tragédia. Como você pode perceber pela reação acima, essa gota produziria bolhas de gás carbônico (CO2), o que evidenciaria a presença do veneno no medicamento.
*Luís Fernando Pereira é professor do curso Intergraus e coordenador de química do sistema Uno/Moderna
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